No coração da Via Láctea existe um ambiente onde as regras parecem levadas ao extremo. Ali está Sagittarius A*, um buraco negro supermassivo cercado por estrelas jovens que intrigam astrônomos há décadas. Agora, cientistas investigaram outro detalhe estranho dessa população: muitas dessas estrelas deveriam possuir companheiras, mas aparecem sozinhas. A resposta pode estar na própria força gravitacional do gigante que domina o centro da nossa galáxia.
Existe algo estranho acontecendo ao redor de Sagittarius A*
Sagittarius A*, conhecido como Sgr A*, possui aproximadamente 4 milhões de vezes a massa do Sol e ocupa o centro da Via Láctea.
Muito perto dele existe uma população conhecida como aglomerado S, formada por estrelas que orbitam em uma região de aproximadamente 0,04 parsec, ou cerca de 0,13 ano-luz, do buraco negro.
Essas estrelas já eram intrigantes por outro motivo.
Muitas são jovens e massivas. Isso criou o chamado “paradoxo da juventude”: como estrelas poderiam ter se formado tão perto de um buraco negro supermassivo, em um ambiente onde forças gravitacionais extremas deveriam dificultar o processo?
Agora, outro comportamento chamou a atenção dos pesquisadores.
Estrelas massivas encontradas em outras regiões da galáxia costumam aparecer com frequência em sistemas binários, nos quais duas estrelas permanecem gravitacionalmente ligadas.
No aglomerado S, porém, essa proporção parece ser consideravelmente menor.
A pergunta inevitável era: para onde foram todas as companheiras?
Uma descoberta mostrou que elas não desapareceram completamente
Durante algum tempo, uma das explicações consideradas envolvia o chamado mecanismo de Hills.
Nesse cenário, um sistema binário se aproxima demais de Sagittarius A*. A gravidade do buraco negro separa violentamente a dupla: uma estrela é capturada e permanece orbitando perto dele, enquanto a outra é arremessada para longe em altíssima velocidade.
O mecanismo consegue explicar algumas estrelas hipervelozes e objetos em órbitas extremas.
Mas surgiu um problema.
Astrônomos descobriram recentemente D9, um sistema binário dentro do próprio aglomerado S.
Se praticamente todas as estrelas tivessem chegado à região depois de terem seus sistemas binários destruídos por Sagittarius A*, encontrar uma dupla sobrevivente ali seria difícil de explicar.
A descoberta levou pesquisadores a reconsiderar uma possibilidade mais simples: talvez essas estrelas tenham se formado perto de onde estão atualmente.
Cientistas colocaram 100 mil duplas virtuais perto do buraco negro
Uma equipe liderada por Rodrigo P. Silva, da Universidade de Coimbra, em Portugal, decidiu testar essa hipótese usando simulações computacionais.
Os pesquisadores começaram considerando uma fração de estrelas binárias semelhante à encontrada normalmente entre estrelas massivas: aproximadamente 69%.
Depois criaram 100 mil sistemas binários simulados e acompanharam sua evolução durante cerca de 1 milhão de anos.
As órbitas foram configuradas para reproduzir as características observadas no aglomerado S.
Então Sagittarius A* entrou em ação.
Nas simulações, as duplas sofreram repetidamente os efeitos gravitacionais e as intensas forças de maré produzidas pelo buraco negro.
Os resultados mostraram três destinos bastante diferentes.
Algumas sobreviveram, outras se fundiram e muitas foram separadas
Depois de 1 milhão de anos, aproximadamente 62% dos sistemas binários simulados continuavam intactos.
Outros 18% acabaram se fundindo, transformando duas estrelas em uma.
E cerca de 20% foram separados pelas interações gravitacionais.
Quando os pesquisadores calcularam como essas transformações afetariam toda a população estelar observada, chegaram a uma fração final prevista de sistemas binários de aproximadamente 38%, com uma margem de incerteza de 10 pontos percentuais.
O resultado ficou próximo das observações, que apontam para cerca de 43% ± 9%.
Essa compatibilidade oferece uma pista importante.
Talvez não seja necessário imaginar que essas estrelas foram transportadas de regiões distantes até o centro galáctico.
Elas poderiam ter nascido ali como uma população relativamente normal, inclusive com muitas estrelas binárias.
O ambiente extremo teria feito o resto.
Quanto mais perto do buraco negro, mais difícil permanecer em dupla
As simulações também mostraram que a quantidade de sistemas binários deveria diminuir conforme as estrelas se aproximam de Sagittarius A*.
Isso acontece porque as forças de maré ficam progressivamente mais intensas.
Uma dupla suficientemente próxima pode ter sua ligação gravitacional rompida. Em outros casos, as perturbações alteram as órbitas das duas estrelas até provocar uma colisão ou fusão.
O resultado é uma população aparentemente estranha, cheia de estrelas solitárias.
Mas talvez elas não tenham nascido assim.
A ausência das companheiras seria, nesse cenário, uma espécie de registro da violência gravitacional acumulada durante milhões de anos.
O mistério pode ajudar a explicar como essas estrelas nasceram
O resultado fortalece uma hipótese conhecida como formação in situ.
Ela propõe que as jovens estrelas próximas de Sagittarius A* surgiram na própria região central da Via Láctea, possivelmente após a fragmentação de grandes estruturas de gás.
Isso ajudaria a resolver parte do antigo paradoxo sobre a origem das estrelas do aglomerado S.
Mas ainda não é uma resposta definitiva.
Novas observações serão necessárias para descobrir mais sistemas como D9 e medir com maior precisão a verdadeira proporção de estrelas binárias em diferentes distâncias do buraco negro.
Telescópios capazes de acompanhar movimentos e espectros dessas estrelas com enorme precisão serão fundamentais.
O curioso é que uma aparente ausência acabou se transformando em uma pista.
Durante anos, astrônomos se perguntaram por que tantas estrelas perto do centro da Via Láctea pareciam estar sozinhas.
Agora existe uma possibilidade intrigante: elas talvez tenham nascido acompanhadas — e Sagittarius A* simplesmente não permitiu que muitas dessas relações sobrevivessem.
[Fonte: Meteored]
