Descoberto elo perdido entre supernovas e buracos negros

2003-01-05

Imagem obtida pelo Hubble em 2001 do sistema GRO J1655-40 na constelação do Escorpião. A excelente resolução conseguida pelo Hubble permitiu aos astrónomos medir o deslocamento deste sistema no céu, comparando esta imagem com uma outra obtida em 1996. Esta imagem foi obtida pela câmara WFPC2 através de um filtro vermelho, com uma exposição de 720 s. Crédito: ESA, NASA, F. Mirabel (CEA).
Quando estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada atingem o final das suas vidas, explodem violentamente naquilo que se designa por explosão de supernova
supernova
Uma supernova é a explosão de uma estrela no final da sua vida. As explosões de supernova são de tal forma violentas e luminosas que o seu brilho pode ultrapassar o brilho de uma galáxia inteira. Existem dois tipos principais de supernova: as supernovas Tipo Ia, que resultam da explosão duma estrela anã branca que, no seio de um sistema binário, rouba matéria da estrela companheira até a sua massa atingir o limite de Chandrasekhar e então colapsa; e as supernovas Tipo II, que resultam da explosão de uma estrela isolada de massa elevada (com massa superior a cerca de 4 vezes a massa do Sol) que esgotou o seu combustível nuclear e expeliu as suas camadas externas, restando apenas um objecto compacto (uma estrela de neutrões ou um buraco negro).
, deixando no seu lugar uma estrela de neutrões
estrela de neutrões
Uma estrela de neutrões é o remanescente de uma estrela de massa elevada que explodiu como supernova. Trata-se de um objecto muito compacto constituído essencialmente por neutrões, com apenas cerca de 10 a 20 km de diâmetro, uma densidade média entre 1013 e 1015 g/cm3, uma temperatura central de 109 graus e um intenso campo magnético de 1012 gauss.
ou um buraco negro
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
estelar, dependendo da massa que a estrela tinha inicialmente. Até à data, os cientistas descobriram pistas indirectas para a existência de 12 buracos negros estelares. Contudo, até agora ainda não tinha sido possível obter uma prova directa da relação entre buracos negros estelares e explosões de supernova.

Por definição, buracos negros são "invisíveis". Contudo, podem ser observados indirectamente pelos efeitos que produzem na sua vizinhança. Neste caso, o buraco negro possui uma estrela companheira que foi observada pelo telescópio espacial Hubble
Hubble Space Telescope (HST)
O Telescópio Espacial Hubble é um telescópio espacial que foi colocado em órbita da Terra em 1990 pela NASA, em colaboração com a ESA. A sua posição acima da atmosfera terrestre permite-lhe observar os objectos astronómicos com uma qualidade ímpar.
(ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
/NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
). A alta resolução da sua câmara WFPC2 permitiu aos astrónomos medir o deslocamento desta estrela no céu entre 1996 e 2001 (ver figura ao lado). Os cientistas compararam estes dados do Hubble com os dados obtidos pelos telescópios terrestres e obtiveram um resultado surpreendente: este buraco negro, designado por GRO J1655-40 e que se encontra na constelação
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
do Escorpião, parece viajar a cerca de 400 000 km/h! Ou seja, cerca de 4 vezes mais rápido do que a velocidade média das estrelas da região em que se encontra.

Este é o único caso conhecido de um buraco negro atravessando o plano da nossa galáxia
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
a alta velocidade. Qual o motivo para esta velocidade tão elevada do buraco negro e da sua estrela vizinha? O mais provável parece ser o impulso induzido pela explosão de uma supernova, um dos fenómenos mais violentos que ocorrem no Universo. É possível que este buraco negro se tenha formado nas regiões interiores do disco galáctico onde se verifica uma taxa de formação de estrelas mais elevada. GRO J1655-40 é o segundo microquasar descoberto na nossa galáxia. Os microquasares são buracos negros com massas semelhantes às das estrelas, comportando-se como uma versão miniatura dos buracos negros existentes nos núcleos das galáxias ditas activas. Desde a década de 1970 que os astrónomos sabem da existência dos buracos negros estelares. As suas massas situam-se tipicamente entre 3,5 e 15 vezes a massa do nosso Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
.

Usando os dados do Hubble, os astrónomos conseguiram descrever o sistema GRO J1655-40. Aparentemente a estrela vizinha terá sobrevivido à explosão de supernova que criou o buraco negro. Trata-se de uma estrela envelhecida que completa uma órbita
órbita
A órbita de um corpo em movimento é a trajectória que o corpo percorre no espaço.
em torno do buraco negro em apenas 2,6 dias, e que vai sendo devorada. Jactos a cerca de 90% da velocidade da luz
velocidade da luz
A velocidade da luz é a rapidez com que se propagam as ondas luminosas (ou radiação electromagnética). No vácuo, é igual a 299 790 km/s, sendo independente do referencial considerado.
são emitidos pelo buraco negro.

Estas medições do deslocamento do buraco negro são as mais precisas feitas algumas vez com o Hubble, e só foram possíveis dado o seu extraordinário poder de resolução. Num futuro próximo, espera-se que o telescópio de raios-gama Integral (ESA), lançado com sucesso no passado dia 17 de Outubro, traga novos resultados surpreendentes sobre buracos negros. Espera-se poder identificar novos buracos negros e analisar os seus trajectos no céu de modo a perceber melhor onde eles se formam.

Fonte da notícia: http://sci.esa.int/hubble/news/newsrelease.cfm?oid=30955