O “canto do cisne” de uma nuvem que se aproxima do buraco negro supermassivo da Via Láctea

Duas décadas de monitorização pelo Observatório W. M. Keck em Maunakea, Hawaii, revelam uma nuvem peculiar a ser rasgada à medida que acelera em direção ao buraco negro supermassivo no centro da nossa Galáxia, a Via Láctea.

Chamada X7, os astrónomos da GCOI (Galactic Center Orbits Initiative) da UCLA (Universidade da Califórnia, Los Angeles) e do Observatório Keck têm vindo a acompanhar desde 2002 a evolução deste filamento de gás empoeirado; imagens de alta resolução angular, no infravermelho próximo, capturadas com o poderoso sistema de óticas adaptativas do Observatório Keck, mostram que X7 se tornou tão alongada que agora tem um comprimento equivalente a 3000 vezes a distância que separa a Terra do Sol (ou 3000 UA – unidades astronómicas).

O estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

“Esta é uma oportunidade única de observar, em alta resolução, os efeitos das forças de maré do buraco negro, dando-nos uma visão da física do ambiente extremo no Centro Galáctico”, disse Anna Ciurlo, investigadora da UCLA e autora principal do estudo.

As forças de maré esticam um objeto que se aproxima de um buraco negro; o lado do objeto mais perto do buraco negro é puxado com muito mais força do que o lado mais distante.

“É emocionante ver mudanças significativas na forma e dinâmica de X7 em tão grande detalhe numa escala de tempo relativamente curta à medida que as forças gravitacionais do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea influenciam este objeto”, disse o coautor Randy Campbell, líder das operações científicas no Observatório Keck.

X7 tem uma massa de cerca de 50 Terras e está num percurso orbital em torno do buraco negro da nossa Galáxia, de nome Sagitário A* (ou Sgr A*), que demora 170 anos a completar.

“Prevemos que as fortes forças de maré exercidas pelo buraco negro Galáctico vão acabar por rasgar X7 antes mesmo de completar uma órbita”, disse o coautor Mark Morris, professor de física e astronomia na UCLA.

Com base na sua trajetória, a equipa estima que X7 fará a sua maior aproximação a Sgr A* por volta do ano 2036, então dissipando-se completamente pouco tempo depois. O gás e a poeira que constituem X7 eventualmente serão arrastados para Sgr A* e poderão mais tarde causar alguns “fogos-de-artifício” à medida que aquecem e espiralam para o buraco negro.

Estes achados são a primeira estimativa do percurso orbital ligeiramente excêntrico e a análise mais robusta até à data das notáveis mudanças na sua aparência, forma e comportamento.

Para observar X7, a equipa utilizou o espectrógrafo OSIRIS (OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph) do Observatório Keck e a câmara NIRC2 (Near-Infrared Camera, de segunda geração), em combinação com os sistemas de ótica adaptativa dos telescópios Keck I e Keck II.

X7 mostra algumas das mesmas propriedades observacionais que os outros estranhos objetos empoeirados em órbita de Sgr A* chamados objetos G, que se parecem com gás, mas que se comportam como estrelas. No entanto, a forma e a estrutura da velocidade de X7 transformaram-se de forma mais dramática em comparação com os objetos G.

O gás esticado e o filamento de poeira movimentam-se rapidamente, chegando a atingir velocidades que rondam os 780 km/s. Devido à massa extremamente elevada do buraco negro, tudo na sua vizinhança se move muito mais depressa do que o que normalmente vemos em qualquer outro lugar da nossa Galáxia.

Embora a origem de X7 ainda seja um mistério à espera de ser desvendado e confirmado, a equipa de investigação tem algumas pistas sobre a sua possível formação.

“Uma possibilidade é que o gás e a poeira de X7 foram ejetados no momento em que duas estrelas se fundiram”, disse Ciurlo. “Neste processo, a estrela fundida é escondida dentro de uma concha de gás e poeira, o que pode encaixar na descrição dos objetos G. E o gás ejetado talvez tenha produzido objetos semelhantes a X7″.

A equipa de investigação vai continuar a monitorizar as mudanças dramáticas de X7 com o Observatório Keck à medida que a poderosa gravidade do buraco negro a destrói.

“É um privilégio poder estudar o ambiente extremo no centro da nossa Galáxia”, disse Campbell. “Este estudo só pode ser feito utilizando as soberbas capacidades do Keck e realizado no venerado Maunakea, com honra e respeito por este local especial”.