O Enxame Secreto no Coração do Aglomerado Estelar Palomar 5
Um grupo difuso de estrelas que se espalha pelo céu pode esconder um segredo em seu centro: um enxame com mais de 100 buracos negros com massa estelar. O aglomerado estelar em questão é chamado Palomar 5. Além disso, ele é um fluxo estelar que se estende por cerca de 30.000 anos-luz e está localizado a aproximadamente 80.000 anos-luz da Terra.
A Importância dos Aglomerados Globulares para a Astronomia
Esses aglomerados globulares são frequentemente considerados “fósseis” do Universo primordial. Eles apresentam alta densidade e forma esférica, contendo tipicamente entre 100 mil e 1 milhão de estrelas muito antigas. Por exemplo, o NGC 6397 é quase tão velho quanto o próprio Universo. Em qualquer aglomerado globular, todas as estrelas se formaram simultaneamente a partir da mesma nuvem de gás.
A Via Láctea possui mais de 150 aglomerados globulares conhecidos, que funcionam como ferramentas valiosas para estudar, por exemplo, a história do Universo e o conteúdo de matéria escura das galáxias que orbitam.
Fluxos Estelares: Rios Longos de Estrelas
Entretanto, outro tipo de grupo estelar tem ganhado atenção crescente: os fluxos de maré, que costumam ser longos rios de estrelas atravessando o céu. Até pouco tempo, sua identificação permanecia difícil. Porém, com a ajuda dos dados da missão espacial Gaia, que mapeou a Via Láctea com grande precisão tridimensional, muitos desses fluxos foram revelados.
O Palomar 5 Como Caso Único para Estudo
De acordo com o astrofísico Mark Gieles, da Universidade de Barcelona, em 2021, “não sabemos exatamente como esses fluxos se formam, mas uma hipótese é que eles sejam aglomerados estelares desfeitos”. Entretanto, nenhum dos fluxos recentemente descobertos possui um aglomerado estelar associado, dificultando sua compreensão. Portanto, para entender a formação desses fluxos, é essencial estudar um fluxo com um sistema estelar associado — e Palomar 5 é único nesse aspecto, funcionando como uma Pedra de Roseta para o estudo de fluxos estelares.
Simulações Revelam Enxame de Buracos Negros
O time de pesquisadores focou no Palomar 5, pois ele possui, ao mesmo tempo, uma distribuição larga e solta de estrelas e um longo fluxo de maré que cobre mais de 20 graus no céu. Para isso, usaram simulações N-body detalhadas que recriaram as órbitas e a evolução de cada estrela nesse aglomerado, investigando como elas chegaram às posições atuais.
Além disso, evidências recentes sugerem que populações de buracos negros podem existir nas regiões centrais de aglomerados globulares. Sabendo que interações gravitacionais com buracos negros podem ejetar estrelas do aglomerado, os cientistas incluíram buracos negros nas simulações.
Resultados da Simulação e Força Gravitacional
As descobertas indicaram que uma população de buracos negros com massa estelar dentro do Palomar 5 poderia explicar a configuração atual. As interações orbitais teriam lançado as estrelas para fora do aglomerado e formado o fluxo de maré. Contudo, isso só seria possível com um número significativamente maior de buracos negros do que o previsto anteriormente.
Além disso, as estrelas escapando do aglomerado de forma mais eficiente alterariam a proporção de buracos negros, aumentando-a consideravelmente.
“O número de buracos negros é cerca de três vezes maior que o esperado com base na quantidade de estrelas no aglomerado, o que significa que mais de 20% da massa total do aglomerado é composta por buracos negros”, explicou Gieles.
Conclusão
Esse estudo traz à tona a importância dos buracos negros para a dinâmica dos aglomerados estelares e revela novos segredos da estrutura da Via Láctea. Além disso, entenda como as descobertas relacionadas à longevidade humana também dependem da crescente exploração científica e observacional.
Matéria original: https://www.sciencealert.com/gaia-detected-an-entire-swarm-of-black-holes-traveling-through-the-milky-way
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