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Nuvem? Estrela? Estranhos objetos na região central da galáxia desafiam astrônomos

Descoberta de mais quatro objetos tipo G desafiam explicações para o que são e como se formam

Esta composição de imagens mostra a trajetória do misteriosos objeto G 2 enquanto ele se aproximava do buraco negro no centro da Via Láctea, e depois se distanciava dele. Os astrônomos anunciaram a descoberta de mais quatro objetos da mesma categoria.

 

 

Há quase uma década, pela primeira vez um objeto batizado de  G2 encantou astrônomos de todo planeta. O G2 era um híbrido bizarro. Continha massa equivalente a várias vezes a massa da Terra, parecia uma mistura compacta de gás e poeira, mas se movia mais como uma estrela, embora os telescópios não vissem sinais de luz estelar saindo de seu interior. O objeto poderia ter sido descartado como uma raridade astronômica aleatória se não estivesse situado em um caminho que o aproxima perigosamente do super buraco negro  estacionado no centro da galáxia.

Os astrônomos esperavam que o buraco negro – chamado Sagitário A *, ou SgrA * – destruísse o G2 no verão de 2014, e que se verificasse  uma breve explosão de radiação quando o objeto fosse destruído. Mas isso não aconteceu: o G2 deslizou direto pelo SgrA * sem sofrer quase nada, exceto por uma ligeira deformação de sua forma, e continuou sua jornada galáctica.

Até hoje, os astrônomos discordam quanto ao que, exatamente, é o G2. E um corpo semelhante, chamado G1, que também orbita o SgrA *,  também desafia explicações. Embora já se tenha sugerido que ambos são grandes nuvens gasosas muito compactas, ou estrelas pouco brilhantes encobertas por um véu opaco, os dois objetos permanecem profundamente enigmáticos.

Acontece que eles não são os únicos. Publicado hoje na revista Nature, um novo estudo relata outros quatro dos chamados objetos tipo G no centro da Via Láctea. E, assim como o G1 e o G2, são quimeras cósmicas.

“Quando só se conhece dois exemplares de algo, tudo é misterioso”, diz Elena Murchikova, do Instituto para Estudos Avançados  em Princeton, Nova York, que não participou do novo artigo. “Este estudo é um divisor de águas. Ele triplica o número de objetos G e demonstra que todos eles estão em órbitas diferentes, de modo que não são o resultado exótico de condições excepcionais. E claramente não são  parte de uma mesma estrutura.” Em outras palavras, os seis objetos tipo G já identificados surgiram de forma independente, sugerindo que qualquer que seja o mecanismo cósmico que os esculpiu, não é algo raro – e pode, de fato, em breve ser descoberto.

A principal autora do estudo, Anna Ciurlo, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, trabalhou com seus colegas para localizar os novos objetos analisando  13 anos de dados do centro galáctico reunidos pelos instrumentos de um dos telescópios gêmeos Keck, que ficam  no vulcão adormecido Mauna Kea, no Havaí. Inicialmente, ela diz que estava estudando o modo como o SgrA * influencia o gás perto do centro galáctico.

“Mas continuamos encontrando esses objetos muito compactos”, diz ela. “Eles não estavam se comportando como uma nuvem de gás. Eles não se expandiram, não foram absorvidos nem pelo próprio buraco negro. E orbitavam  em torno do buraco negro como fazem as  estrelas.” Em outras palavras, os objetos recém-observados  se assemelhavam aos enigmáticos G1 e G2.

Por fim, Ciurlo identificou quatro novos objetos densos e desajeitados, batizando-os de G3 a G6 (embora G3 e G6 tenham sido também detectados de forma independente por outros grupos). Eles elevam o número de objetos G conhecidos para seis. Cada objeto está situado a 0,13 ano-luz de SgrA *. Como o G1 e o G2, eles são têm uma extensão da ordem de grandeza de  100 sistemas solares. Mas, diferentemente dos dois primeiros objetos, que parecem estar em órbitas semelhantes, cada membro do novo quarteto traça um caminho bastante divergente dos outros ao redor de nosso núcleo galáctico, com períodos orbitais variando de 170 a 1.600 anos.

“Tudo isso parece muito, muito crível – não há dúvida dos dados”, diz Stefan Gillessen, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre em Garching, na Alemanha, que descobriu o G2 e não participou do novo estudo. “Eu realmente acho que é um bom artigo.”

Além de indicar que os objetos tipo G não são raridades cósmicas, as novas observações podem ajudar a resolver o mistério fundamental de suas origens. Ciurlo e seus colegas pensam que os híbridos misteriosos são estrelas binárias mescladas envoltas em material estelar descartado. Conforme o raciocínio da equipe, a maioria das estrelas em toda a nossa galáxia se forma em pares, mesmo dentro do centro galáctico. Mas, nesse ambiente caótico, as estrelas binárias não estão apenas orbitando uma à outra – elas também estão sendo empurradas e agredidas pelo SgrA *. “A probabilidade de fusão desses sistemas é muito maior do que em outros lugares da galáxia”, diz Ciurlo.

O processo de  fusão  provavelmente é muito turbulento, pois cada estrela arranca  material da outra, até que por fim é expelido o equivalente a uma massa solar de material que forma uma nuvem de gás e poeira, que obscurece a estrela recém-formada. “Claro, isso precisa ser confirmado no futuro. Mas acho que é a hipótese mais fascinante, dado o que sabemos sobre essa região ”, diz Ciurlo.

Gillessen, no entanto, não está convencido de que estrelas em colisão sejam uma explicação satisfatória para os objetos tipo G. Em vez disso, ele acha que que é mais provável que esses objetos sejam  nuvens compactas de gás, talvez criadas por uma variedade de fenômenos. “Eu ficaria surpreso se todos fossem da mesma categoria”, diz ele.

Como Ciurlo e seus colegas, Gillessen e sua equipe estudam o centro galáctico há anos, e ele não acredita que haja estrelas suficientes na região para produzir fusões com frequência suficiente para que as seis colisões sejam visíveis simultaneamente.

Ciurlo diz que a nuvem de poeira  em torno de uma estrela que acabou de passar por um processo de fusão  pode perdurar por  alguns milhões de anos – embora ela observe que pouco se sabe realmente sobre esse cenário. E, ela acrescenta, acredita-se que a mais recente explosão na formação de novas estrelas estelar perto de SgrA * tenha ocorrido entre seis e quatro milhões de anos atrás. “Fusões assim tendem a acontecer no começo da formação das estrelas”, diz Ciurlo. “Então, vemos apenas as fusões que ocorreram no início, logo após a formação da população estelar”.

Por fim, as identidades e origens dos objetos G podem ser reveladas por observações mais detalhadas, a serem feitas pelo Keck, por instrumentos no Very Large Telescope, no Chile, ou por ferramentas  futuras, como o James Webb Space Telescope ou o Telescópio Thirty Meter. Enquanto isso, Gillessen diz que acompanhar o g2 de perto o G2 pelos próximos anos pode ser revelador.

Tais investigações são promissoras porque estrelas e gás se comportam de maneira bastante diferente quando se aproximam de um buraco negro supermassivo, e a passagem próxima do G2 para SgrA * em 2014 pode afetar o movimento de seu véu  de maneira reveladora. As observações de Gillessen já sugerem que o SgrA * freia o G2, fazendo com que o objeto – ou pelo menos seu exterior escuro – desacelere. Mas  é mais difícil de desaceleraruma estrela empoeirada e mais densa. E com o tempo, os astrônomos talvez devessem diferenciar entre a emissão da estrela e sua cobertura  anterior.

“Na verdade, a cobertura de gás sofre a ação de forças diferentes das que sente o objeto estelar, que pode restar no interior”, diz Gillessen. “Se, daqui a alguns anos, observarmos  que o G2 se separou em diferentes partes de gás e de poeira, então é claro que há algo dentro”.