Surpresa! O Universo tem uma terceira maneira de formar buracos negros
Além da formação por supernovas e fusões de estrelas de nêutrons, deve ser possível que buracos negros se formem por meio de colapso direto. Pela primeira vez, pegamos um em flagrante, não apenas nas simulações mostradas aqui. Crédito da imagem: Aaron Smith/TACC/UT-Austin.
Não são apenas supernovas ou estrelas de nêutrons em fusão. Na verdade, é a maneira mais silenciosa de todas!
N6946-BH1 é a única supernova que provavelmente falhou que encontramos nos primeiros sete anos de nossa pesquisa. Durante esse período, seis supernovas normais ocorreram dentro das galáxias que monitoramos, sugerindo que 10 a 30% das estrelas massivas morrem como supernovas fracassadas. – Scott Adams
Quando uma estrela massiva o suficiente fica sem combustível em seu núcleo e colapsa, a supernova Tipo II resultante produzirá um buraco negro.
Cassiopeia A na luz de raios-X do Observatório de raios-X Chandra. É concebível que haja um remanescente de buraco negro no núcleo deste objeto, embora a evidência não seja indiscutível. Crédito da imagem: NASA/CXC.
As supernovas que não são suficientemente massivas produzirão estrelas de nêutrons, que por sua vez produzirão buracos negros se acumularem mais matéria ou colidirem com outra estrela de nêutrons.
Duas estrelas de nêutrons colidindo, que é a fonte primária de muitos dos elementos mais pesados da tabela periódica do Universo. Cerca de 3 a 5% da massa é expelida em tal colisão; o resto torna-se um único buraco negro. Crédito da imagem: Dana Berry, SkyWorks Digital, Inc.
Esses dois processos enriquecem o Universo com elementos pesados: supernovas com elementos como ferro, silício, enxofre e fósforo, enquanto colisões de estrelas de nêutrons criam ouro, mercúrio, chumbo e urânio.
Ilustração de um buraco negro rasgando e devorando uma estrela. Explosões de supernovas ou fusões de estrelas de nêutrons (que criam explosões de raios gama) devem expulsar ou chutar um companheiro binário. As observações de binários de buracos negros sugerem uma terceira via. Crédito da imagem: Dana Berry/NASA.
Mas, em teoria, deveria haver uma terceira via: por colapso direto .
Quasares distantes e massivos mostram buracos negros ultramassivos em seus núcleos. É muito difícil formá-los sem uma grande semente, mas um buraco negro de colapso direto poderia resolver esse quebra-cabeça com bastante elegância. Crédito da imagem: J. Wise/Georgia Institute of Technology e J. Regan/Dublin City University.
Se uma nuvem de gás suficientemente grande colapsar sob sua própria gravidade, deve formar um buraco negro diretamente , sem nenhuma estrela intermediária.
Um quasar ultradistante mostrando muitas evidências de um buraco negro supermassivo em seu centro. Como esse buraco negro ficou tão grande tão rapidamente é um tópico de debate científico controverso. Crédito da imagem: Raio-X: NASA/CXC/Univ of Michigan/R.C.Reis et al; Óptico: NASA/STScI.
Esta é uma das principais teorias como os buracos negros supermassivos começam , inclusive em tempos tão remotos no Universo ultra-distante.
Simulações de vários processos ricos em gás, como fusões de galáxias, indicam que a formação de buracos negros de colapso direto deve ser possível. Mas nenhum foi observado diretamente até agora. Crédito da imagem: L. Mayer et al. (2014), por https://arxiv.org/abs/1411.5683 .
Se o colapso direto for possível, devemos ver algumas estrelas massivas com as propriedades certas desaparecendo sem explosão.
As fotos visíveis/próximas do IR do Hubble mostram uma estrela massiva, com cerca de 25 vezes a massa do Sol, que desapareceu, sem supernova ou outra explicação. O colapso direto é a única explicação razoável candidata. Crédito da imagem: NASA/ESA/C. Kochanek (OSU).
Pela primeira vez, astrônomos observaram uma estrela de 25 massas solares simplesmente desaparecer .
Houve um breve brilho na óptica, correspondendo a uma 'supernova falhada', mas depois a luminosidade despencou para zero, onde permaneceu. Crédito da imagem: NASA/ESA/P. Jeffries (STScI).
O colapso direto é a única explicação possível.
Os buracos negros binários de 30 massas solares observados pela primeira vez pelo LIGO são muito difíceis de se formar sem colapso direto. Agora que foi observado, acredita-se que esses pares de buracos negros sejam bastante comuns. Crédito da imagem: LIGO, NSF, A. Simonnet (SSU).
Até 30% das estrelas massivas devem se tornar buracos negros dessa maneira, o que agora é verificado pela primeira vez.
Principalmente Mute Monday conta a história astronômica de um objeto, processo ou fenômeno em imagens, visuais e não mais de 200 palavras.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive !
Compartilhar:
