Duas semanas atrás (27 de novembro), os astrônomos publicaram um artigo na revista Nature alegando que haviam encontrado um buraco negro impossivelmente gigantesco não muito longe da Terra. Se eles estivessem corretos, teria sido um grande choque para a astrofísica, derrubando teorias de como e onde se formam esses enormes buracos negros. Mas parece que eles provavelmente estavam errados.
Os pesquisadores pensaram ter encontrado o raro e enorme buraco negro, 70 vezes a massa do nosso Sol, como parte de um sistema binário conhecido como LB-1, a 15.000 anos-luz da Terra. Mas agora, dois artigos independentes publicados no banco de dados arXiv esta semana encontraram o mesmo problema básico com essa alegação: baseava-se em evidências de que o buraco negro invisível estava balançando muito levemente enquanto sua estrela companheira pesada, conhecida como estrela B, girava em torno dele . A diferença entre o leve movimento do buraco negro e o movimento rápido da estrela sugeriu que o buraco negro era muito maior - se eles estivessem mais perto do tamanho um do outro, você esperaria que o buraco negro se movesse tanto quanto a estrela. No entanto, de acordo com os dois novos artigos, os pesquisadores interpretaram mal o que estavam vendo à luz do sistema distante.
Imagine um lutador de sumô sacudindo uma bola de boliche em círculos no final de uma longa corrente. Foi assim que o modelo desse sistema funcionou no artigo da Nature. O lutador nesse cenário (o buraco negro) mudaria um pouco para frente e para trás para compensar o peso da bola (a estrela companheira), mas a bola faria a maior parte do movimento. Se você conhecia a massa da bola de boliche e sabia o quanto cada uma delas se movia, poderia calcular a massa do lutador de sumô.
O problema é que o pouco de luz que os pesquisadores construíram sobre a alegação - chamada de "linha de emissão de Hα" - agora parece que não veio do buraco negro. Isso significa que a medição de massa alucinante provavelmente está errada.
"Você tem essa 'estrela B' de massa alta e esse é um componente. E então o buraco negro é o outro componente", disse Jackie Faherty, astrofísica do Museu Americano de História Natural de Nova York, que não era '. envolvido em qualquer um desses documentos. "Então você tem essas duas coisas que está vendo, mas elas podem ficar confusas uma com a outra."
Os telescópios na Terra geralmente não são nítidos o suficiente para resolver os objetos individuais em sistemas estelares suficientemente bem para medir seus movimentos - especialmente quando um desses objetos é um buraco negro, visível apenas a partir do fino "disco de acreção" do material em torno de seu corpo principal . Portanto, o estudo desses sistemas geralmente requer a análise dos padrões nas frequências individuais de luz provenientes dos sistemas e o uso deles para inferir o que está acontecendo dentro deles.
O LB-1 possui uma fonte de dados muito brilhante: toda a luz saindo da estrela B normal no sistema. Os pesquisadores podem medir seus movimentos usando o efeito Doppler, que aumenta o comprimento de onda da luz e a luz parece avermelhar à medida que a estrela se afasta da Terra, e então fica um pouco mais azul à medida que se volta para a Terra. Os pesquisadores podem rastrear esse efeito Doppler em uma série de linhas de emissão - especialmente frequências brilhantes de radiação que correspondem às características individuais da estrela.
No artigo da Nature, os pesquisadores encontraram outra linha de emissão no sistema, a linha Hα, que não parecia vir da estrela normal. Eles descobriram que também mostrava um leve efeito Doppler, sugerindo que sua fonte estava se movendo um pouco e sugerindo que provavelmente veio do disco de material em torno de um buraco negro invisível no sistema. O que os novos artigos descobriram é que os pesquisadores da Nature falharam em separar completamente os dados da fonte brilhante, da estrela e da fonte escura. Essa aparente oscilação na linha Hα era uma espécie de ilusão criada pela luz da estrela companheira e desaparece quando você subtrai adequadamente essa fonte. O que quer que esteja criando a linha Hα não está se movendo em relação ao sistema.
"Depois de apontado, é muito fácil entender - não é algo obscuro, e acho que a maioria dos astrônomos entenderia o argumento e concordaria", Leo C. Stein, astrofísico da Universidade do Mississippi que também não esteve envolvido em nenhum desses. papéis, disse a Live Science.
Ele disse que, depois de ver os novos trabalhos, ele é "muito cético" em relação à alegação inicial do jornal Nature sobre a massa do buraco negro.
Se a linha Hα não estiver se movendo, isso significa uma das duas coisas, escreveu Kareem El-Badry e Eliot Quataert, astrofísicos da Universidade da Califórnia, em Berkeley, em seu artigo, um dos dois publicados no arXiv que identificaram a questão Hα.
"Uma interpretação concebível é que o companheiro é um buraco negro com massa ainda maior do que a relatada", eles escreveram.
Talvez o buraco negro seja tão estupendo em tamanho que não pareça mexer com a influência gravitacional de sua estrela companheira.
"Consideramos esse cenário extremamente improvável", escreveram eles.
Não há outra evidência de um buraco negro tão grande no sistema.
Portanto, o cenário mais provável é que o sistema contenha um buraco negro mais típico, mais ou menos na escala do sol, e a linha Hα venha de alguma outra fonte, conforme descrito no segundo artigo arXiv, de uma equipe maior do Katholieke Universiteit Leuven e Royal Observatory, ambos na Bélgica.
Um terceiro artigo, de uma equipe de pesquisadores da Nova Zelândia, Canadá e Austrália, identificou vários outros problemas com o artigo da Nature, incluindo os autores que provavelmente julgaram mal a distância do sistema. É convincente, disse Stein, mas a questão Hα apresenta um problema muito mais direto.
O sistema ainda é interessante, e El-Badry disse em um tweet que está ansioso para estudá-lo com mais detalhes. Mas ele se encaixa mais perfeitamente nas teorias existentes da astrofísica, o que explica facilmente buracos negros menores nessa região do espaço, mas luta para explicar como um buraco negro muito maior poderia ter se formado.
"Esta é uma história de como a ciência progride", disse Faherty à Live Science. "Os cientistas ficaram realmente intrigados porque foi um empurrão interessante para o que poderíamos considerar em nossa teoria da evolução estelar. Mas a ciência também progride quando verificamos cuidadosamente o trabalho um do outro, e foi o que aconteceu neste caso".
