DESCOBERTA UMA GRANDE POPULAÇÃO DE BURACOS NEGROS NO ENXAME PALOMAR 5 9 de julho de 2021
Mapa do plano da Via Láctea obtido a partir de dados do catálogo eDR3 do Gaia. Na parte superior mostra-se uma região que contém o enxame globular Palomar 5 e as suas correntes de maré (dados obtidos graças ao DECaLS (Dark Energy Camera Legacy Survey) do DESI).
Crédito: M. Gieles et al.(2021)/ Gaia eDR3/ DECaLS-DESI
Palomar 5 é um enxame de estrelas único. Em primeiro lugar, porque é um dos enxames menos densos no halo da nossa Galáxia, com a distância média entre as estrelas sendo alguns anos-luz, comparável à distância entre o Sol e a sua estrela mais próxima. Em segundo lugar, possui um fluxo estelar a ele associado que se estende por mais de 20 graus no céu. Num artigo publicado na revista Nature Astronomy, uma equipa internacional de astrónomos e astrofísicos liderados pela Universidade de Barcelona mostra que ambas as características distintivas de Palomar 5 são provavelmente o resultado de uma grande população de buracos negros - mais de 100 destes objetos no centro do enxame.
"O número de buracos negros é aproximadamente três vezes maior do que o esperado para o número de estrelas no enxame, e isso significa que mais de 20% da massa total do enxame é composta por buracos negros. Cada um tem uma massa de aproximadamente 20 sóis, e formaram-se em explosões de supernova no final da vida de estrelas massivas, quando o enxame ainda era muito jovem," diz o professor Mark Gieles, do Instituto de Ciências do Cosmos da Universidade de Barcelona e autor principal do artigo científico.
As correntes de maré são fluxos de estrelas que foram ejetadas por enxames estelares ou por galáxias anãs perturbadoras. Nos últimos anos, foram descobertos no halo da Via Láctea quase trinta destes finos fluxos estelares. "Nós não sabemos como é que estas correntes se formam, mas uma ideia é que são enxames estelares perturbados. No entanto, nenhuma das correntes recentemente descobertas possui um enxame estelar a elas associado, portanto não podemos ter a certeza. De modo que para entender como é que estes fluxos se formam, precisamos de estudar um com um sistema estelar a ele associado. Palomar 5 é o único caso, o que o torna numa espécie de Pedra de Roseta para a compreensão da formação de correntes e por isso é que o estudamos detalhadamente," explica Gieles.
Os autores simulam as órbitas e a evolução de cada estrela desde a formação do enxame até à sua dissolução final. Variaram as propriedades iniciais do enxame até que fosse encontrada uma boa correspondência com as observações do fluxo e do enxame. A equipa descobriu que Palomar 5 foi formado com uma proporção mais baixa de buracos negros, mas as estrelas escaparam com mais facilidade do que os buracos negros, de modo que esta proporção aumentou gradualmente. Os buracos negros "inflaram" o enxame em interações de assistência gravitacional com estrelas, o que levou à fuga de ainda mais estrelas e à formação da corrente. Antes de se dissolver completamente - daqui a cerca de mil milhões de anos - o enxame consistirá inteiramente de buracos negros.
Gieles destaca que neste artigo científico "mostrámos que a presença de uma grande população de buracos negros pode ter sido comum em todos os enxames que formaram correntes". Isto é importante para a nossa compreensão da formação dos enxames globulares, das massas iniciais das estrelas e da evolução das estrelas massivas. Este trabalho também tem implicações importantes para as ondas gravitacionais.
Palomar 5 é um enxame globular descoberto em 1950 por Walter Baade. Está situado na direção da constelação de Serpente, a uma distância de mais ou menos 65.000 anos-luz, e é um dos cerca de 150 enxames globulares que orbitam em torno da Via Láctea. Tem mais de 10 mil milhões de anos, como a maioria dos outros enxames globulares, o que significa que se formou nas fases iniciais da formação galáctica. É cerca de 10 vezes menos massivo e 5 vezes mais extenso do que um enxame globular típico e encontra-se nos estágios finais da sua dissolução.
