Pode haver um segundo buraco negro à espreita no centro da nossa galáxia

UMA buraco negro é um lugar no espaço onde a gravidade é tão forte que nem as partículas nem a luz podem escapar dela. Eles são encontrados em todo o universo, nossa própria galáxia abriga um buraco negro supermassivo chamado Sagitário A*, que tem uma massa de cerca de 4 milhões de vezes a do nosso Sol. Mas, de acordo com um novo estudo, pode ser que nossa galáxia seja o lar de outro buraco negro próximo a Sgr A*.

Este segundo buraco negro pode ter pelo menos 100.000 vezes a massa do Sol, diz Smadar Naoz, professor associado de física e astronomia da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, que participou do estudo.

Buracos negros supermassivos e seus companheiros

Quase todas as galáxias, incluindo a nossa Via Láctea, abrigam um buraco negro supermassivo em seu centro. Um buraco negro é considerado supermassivo quando tem mais de um milhão de vezes a massa do nosso sol. Esses buracos negros supermassivos normalmente têm massas de vários milhões a vários bilhões de vezes a massa do Sol.

Embora os astrônomos ainda não saibam por que há um buraco negro supermassivo no centro de cada galáxia, uma nova ideia sugere a existência decompanheiro para cada buraco negro supermassivo.

Para entender essa ideia, é preciso voltar a quando o Universo tinha cerca de 100 milhões de anos, à época das primeiras galáxias. As galáxias eram então muito menores do que as de hoje, cerca de 10.000 vezes menos massivas que a Via Láctea. Dentro dessas galáxias primitivas, buracos negros da ordem de dezenas a mil vezes a massa do Sol se formaram a partir das primeiras estrelas mortas. Então esses buracos negros afundaram no centro de gravidade, no coração de sua galáxia hospedeira.

Como as galáxias evoluem fundindo-se e colidindo umas com as outras, colisões entre galáxias podem ter dado origem a pares de buracos negros supermassivos.

Um segundo buraco negro no centro da Via Láctea?

A nova teoria diz que o buraco negro supermassivo em nossa galáxia tem um amigo orbitando-o em órbita próxima. Mas se dois buracos negros supermassivos estão orbitando um ao outro e, ao mesmo tempo, cada um exerce sua própria atração sobre as estrelas ao redor. As forças gravitacionais dos buracos negros então puxariam essas estrelas e as fariam mudar de órbita. Nesse caso, após uma revolução completa em torno do par de buracos negros supermassivos, uma estrela não retornaria exatamente ao mesmo ponto de partida.

Usando uma estrela bem conhecida chamada S0-2, que orbita o buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia a cada 16 anos, Smadar Naoz e seus colegas puderam considerar a ideia de um segundo buraco negro supermassivo na Via Láctea. Este teria uma massa superior a 100.000 vezes a massa do Sol e estaria a uma distância de cerca de 200 vezes a distância entre o Sol e a Terra. Se realmente existir, a equipe científica acha que pode detectar seus efeitos na órbita de S0-2.

A menos que o companheiro do nosso buraco negro supermassivo seja um pequeno buraco negro, caso em que quase não teria impacto mensurável na órbita de S0-2.

A física dos buracos negros supermassivos

Os cientistas já conseguiram verificar A teoria geral da relatividade de Einstein graças às medidas da estrela S0-2. Em maio de 2018, o S0-2 passou pelo nosso buraco negro supermassivo a uma distância de cerca de 130 vezes a distância da Terra ao Sol. De acordo com a teoria de Einstein, o comprimento de onda da luz emitida pela estrela deve se esticar à medida que sobe do poço gravitacional profundo do buraco negro supermassivo. Os cientistas foram capazes de detectar esse comprimento de onda de alongamento previsto por Einstein (que faz a estrela parecer mais vermelha), prova de que a teoria da relatividade geral descreve com precisão a física dessa zona gravitacional extrema.

Os cientistas estão agora à espera da segunda passagem mais próxima de S0-2, que ocorrerá em cerca de 16 anos. Eles podem então testar mais previsões de Einstein sobre a relatividade geral. Mas se o buraco negro supermassivo realmente tiver um parceiro, isso poderá alterar os resultados esperados.

Por outro lado, se existem de fato dois buracos negros massivos orbitando o centro galáctico, eles devem emitir ondas gravitacionais para detectá-los. Algo que pode ser feito por um detector espacial conhecido como LISA, que entrará em serviço em breve.