Finalmente, pode ser sido revelado o segredo por trás da aparente juventude eterna de algumas estrelas localizadas próximas ao buraco negro supermassivo central da Via Láctea, Sagitário A* (Sgr A*).
Estudos sugerem que elas conseguem permanecer jovens ao colidir com estrelas vizinhas e consumir o material roubado. Esse processo canibal transforma a “vítima” em uma estranha e desnuda estrela “zumbi”, mas também condena a estrela canibal a uma morte precoce.
Centro da Via Láctea pode dizer o que acontece em outras galáxias
Tais descobertas surgiram de uma simulação de mil estrelas densamente compactadas que orbitam o coração da Via Láctea, conduzida por astrônomos da Universidade Northwestern, nos EUA.
“Observar os centros de outras galáxias é muito difícil porque eles estão muito longe”, disse Sanaea Cooper Rose, líder de pesquisa, ao site Space.com. “Estudar nosso próprio centro galáctico pode nos dizer sobre o que acontece nos centros de todas as galáxias”.
O centro da Via Láctea é um dos ambientes mais extremos que os astrônomos podem observar da Terra. Lá está o Sgr A*, um buraco negro com uma massa 4,5 milhões de vezes a do Sol, que é orbitado por mais de um milhão de estrelas.
Essas estrelas estão amontoadas em uma área de cerca de quatro anos-luz de largura, que é quase a distância entre o Sol e sua vizinha estelar mais próxima, chamada Proxima Centauri. Isso significa que eventos como colisões estelares, que são relativamente raros em nossa região pouco povoada da Via Láctea, são bem comuns em torno do buraco negro Sgr A*.
Estudar o coração turbulento da Via Láctea pode revelar como as estrelas se comportam, evoluem e interagem sob a influência da gravidade extrema de um buraco negro supermassivo.
Estrelas na órbita do buraco negro central da galáxia se movem a milhões de km/h
Segundo Rose, geralmente, a distância que uma estrela está de Sgr A* pode indicar se ela vai ou não colidir com outra estrela e que tipo de colisão se daria. “O aglomerado fica cada vez mais densamente povoado quanto mais perto você chega do buraco negro supermassivo, então a probabilidade de uma colisão aumenta”, disse a pesquisadora. “É um pouco como correr por uma estação de metrô incrivelmente lotada durante a hora do rush. Se você não está se chocando com outras pessoas, ao menos você está passando muito perto delas”.
Quanto mais próxima uma estrela estiver de Sgr A*, mais rápida será a imensa gravidade do buraco negro. Como resultado, as estrelas ao redor dele podem se mover a cerca de 29 milhões de km por hora.
Isso significa que colisões na região mais interna de Sgr A*, uma área cerca de duas mil vezes a distância entre a Terra e o Sol (0,01 parsecs), tendem a ser de natureza destrutiva. Estrelas dentro dessa distância do buraco negro constantemente colidem umas com as outras, mas raramente de forma frontal. Isso significa que os impactos de raspão resultam em uma estrela perdendo suas camadas externas e, em seguida, correndo em rota de colisão ao lado de outra vizinha. “Elas batem uma na outra e continuam. Eles apenas ‘resvalam’ uma na outra como se estivessem fazendo um cumprimento muito agressivo”, disse Rose.
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A quantidade de material que uma estrela que passa por esse caos perde depende da velocidade com que ela se move e do quanto ela se sobrepõe à estrela com a qual colide. Um resultado dessas colisões destrutivas é uma estranha população formada por estrelas despojadas (roubadas) e estrelas que parecem jovens graças ao banho de matéria estelar rica em hidrogênio extorquida das outras.
Juventude custa caro
Essa juventude tem um custo, no entanto. Quanto mais massiva é uma estrela, mais rapidamente ela queima através do suprimento de combustível que ela possui para a fusão nuclear intrínseca, um processo que a impede de colapsar sob sua própria gravidade. Assim, ao empilhar esse material roubado, essas estrelas massivas encurtam suas próprias vidas.
Rose explicou que um dos aspectos mais satisfatórios do uso desse modelo para abordar algumas das observações inexplicáveis de estrelas no coração da Via Láctea é o fato de ser baseado em um cálculo relativamente simples.
“Algo que eu pessoalmente achei muito especial na minha pesquisa é que ela se baseia no cálculo de uma escala de tempo de colisão, que é algo que é ensinado relativamente cedo no ensino de física na graduação”, disse ela. “Foi maravilhoso usar um cálculo relativamente simples para aprender sobre um ambiente extremamente complexo que é diferente de tudo o que encontramos em nossa vizinhança solar”.
A equipe liderada por Rose produziu dois estudos usando o modelo: um publicado no periódico científico The Astrophysical Journal Letters este mês e outro em setembro de 2023, disponível no servidor de pré-impressão arXiv, aguardando revisão por pares.