Astrônomos descobriram um grande grupo de buracos negros em NGC 6397

Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble encontraram evidências de dezenas de buracos negros de massa estelar à espreita no núcleo em colapso do aglomerado globular NGC 6397, um dos aglomerados globulares mais próximos da Terra.

NGC 6397 fica a 7.800 anos-luz de distância, na constelação do sul da constelação de Ara. Por causa de seu núcleo muito denso, é conhecido como cluster com núcleo colapsado.

Também conhecido como GCl 74, o cluster tem 13,4 bilhões de anos e foi formado logo após o Big Bang.

Quando os astrônomos do Instituto de Astrofísica de Paris, Dr. Eduardo Vitral e Dr. Gary Mamon, começaram a estudar NGC 6397, esperavam encontrar pegadas de buracos negros de massa média no núcleo do aglomerado.

Para encontrar esses objetos extremamente raros, eles analisaram as posições e velocidades das estrelas do aglomerado.

Eles usaram estimativas anteriores de movimentos adequados de estrelas a partir de imagens do aglomerado Hubble e movimentos adequados fornecidos pelo observatório espacial ESA Gaia.

Saber a distância até a NGC 6397 permitiu aos astrônomos traduzir os movimentos próprios dessas estrelas em velocidades.

“Nossa análise mostrou que as órbitas das estrelas são quase aleatórias em todo o aglomerado globular, e não sistematicamente circulares ou muito alongadas”, disse Gary Mamon.

"Encontramos evidências muito fortes de massa invisível nas densas regiões centrais do aglomerado, mas ficamos surpresos ao descobrir que essa massa adicional não parecia um ponto, mas expandiu para alguns por cento do tamanho do aglomerado."

Este componente invisível só poderia consistir nos restos (anãs brancas, estrelas de nêutrons e buracos negros) de estrelas massivas, cujas regiões internas entraram em colapso sob sua própria gravidade assim que seu combustível nuclear se esgotou.

As estrelas desceram gradualmente em direção ao centro do aglomerado após interações gravitacionais com estrelas vizinhas menos massivas, o que levou a uma pequena concentração de massa invisível.

Usando a teoria da evolução estelar, os pesquisadores concluíram que a maior parte da concentração invisível consiste em buracos negros de massa estelar, não anãs brancas ou estrelas de nêutrons, que são muito fracas para serem observadas.

“Nosso estudo é o primeiro a fornecer uma visão sobre a massa e a escala do que parece ser uma coleção de buracos negros principalmente no núcleo em colapso de um aglomerado globular”, dizem os astrônomos.

"Nossa análise não teria sido possível sem a disponibilidade de dados do Hubble que delimitam as regiões internas do aglomerado e dos dados de Gaia que delimitam as trajetórias orbitais das estrelas externas, que por sua vez limitam indiretamente as velocidades das estrelas anteriores e posteriores no interior regiões. "

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics.