Estrela de buraco negro: Astrônomos descobrem um novo tipo de objeto astrofísico

Astrônomos do MIT e de outras instituições detectaram um ponto vermelho extremamente brilhante no universo primordial. O objeto se assemelha a uma estrela enorme, aproximadamente do tamanho do nosso sistema solar, e também emite 100 bilhões de vezes mais energia do que qualquer estrela conhecida pode produzir fisicamente. Na verdade, essa energia é mais próxima da que um buraco negro poderia gerar.

Essa combinação curiosa sugere que a mancha vermelha seja um tipo totalmente novo de fonte astrofísica. Os astrônomos a estão chamando de "estrela de buraco negro".

Em um artigo publicado na revista Nature , a equipe apresenta sua análise do novo objeto, que descobriu usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA. O telescópio detectou o ponto vermelho brilhante no universo primordial, apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang.

Os cientistas concluíram que a explicação mais provável para o estranho ponto vermelho é que se trata de uma fusão de um buraco negro e uma estrela — uma combinação nunca antes observada. O objeto provavelmente é uma nuvem de gás extremamente densa se assemelhando a uma estrela do tamanho do Sistema Solar, alimentada não por fusão nuclear convencional, mas por um buraco negro central com 100.000 vezes a massa do Sol.

Se o ponto vermelho brilhante for de fato esse novo objeto, isso ajudaria a desvendar a identidade de outros misteriosos "pequenos pontos vermelhos" que apareceram em praticamente toda parte no início do universo, em imagens do espaço profundo capturadas pelo JWST.

Luz pura

Para descobrir a origem do ponto vermelho, a equipe realizou simulações de diferentes cenários para verificar qual combinação de características astrofísicas poderia produzir a cor característica do ponto vermelho.

As simulações apontaram para a possibilidade de o ponto vermelho ser uma poderosa fonte de energia envolta em uma densa camada de hidrogênio. Se esse fosse o bloqueio da luz, e a ausência de qualquer outro elemento além de hidrogênio e hélio observada pelos astrônomos. Mas ainda assim não explicaria o brilho extremo do objeto.

Algo que se parece um pouco com uma estrela, mas é 100 bilhões de vezes mais brilhante? Isso significa que não é possível alimentá-lo com fusão nuclear, que é a fonte de energia que está no centro de todas as estrelas que temos.

Buracos negros, no entanto, produzem energia rotineiramente nas escalas observadas pela equipe. A equipe de cientistas incorporaram um buraco negro ativo em acreção em suas simulações da estrela envolta em hidrogênio e variaram a massa do buraco negro, juntamente com outros parâmetros.

Em seguida, compararam o brilho resultante da "estrela de buraco negro" simulada com o brilho observado pelo JWST a partir do ponto vermelho.

A partir dessas simulações, eles encontraram a correspondência mais próxima e concluíram que o cenário mais provável para explicar o ponto vermelho é uma estrela com buraco negro. Especificamente, o objeto provavelmente contém um buraco negro central com cerca de 100.000 vezes a massa do Sol. Esse núcleo poderoso é circundado por um denso casulo de hidrogênio, semelhante a uma estrela, com aproximadamente o tamanho do sistema solar.

A equipe nomeou o objeto de MoM-BH*-1, em referência ao levantamento que o detectou, e também o apelido de "estrela de buraco negro—um", o que implica que o objeto é o primeiro de muitos outros. Os pesquisadores suspeitam que estrelas de buraco negro possam explicar muitos dos outros pequenos pontos vermelhos que aparecem nas imagens do JWST. Esses objetos não são tão brilhantes quanto o MoM-BH*-1.

"Cada pequeno ponto vermelho é consistente com uma estrela de buraco negro, imersa em uma galáxia primitiva genérica", diz Naidu, um dos cientistas da equipe. "Mas o que é especial em MoM-BH*-1 é que a estrela do buraco negro está essencialmente ofuscando completamente a galáxia hospedeira ao seu redor, de modo que estamos vendo a luz pura da estrela do buraco negro."

Fonte: PHYS.ORG