Estrelas de nêutrons podem estar escondendo buracos negros no seu interior
Astrônomos propõem solução para a falta de observações de pulsares em uma região central da galáxia. A ideia é que estrelas de nêutrons tenham engolido buracos negros.
Os dois objetos mais extremos do Universo são os buracos negros e as estrelas de nêutrons. Os objetos pertencem a uma categoria chamada de objetos compactos e são remanescentes de estrelas massivas. Quando estrelas muito maiores do que o Sol chegam ao final de suas vidas, elas colapsam para esses objetos pequenos mas com massas maiores.
Há várias categorias que uma estrela de nêutrons pode estar e uma delas é chamada de pulsares. Pulsares são as estrelas de nêutrons que possuem o momento angular desalinhado com o campo magnético. Dessa forma, as estrelas funcionam como verdadeiros farois cósmicos com uma precisão alta. Outros tipos são os magnetares.
Um grupo de pesquisadores na Itália publicaram um artigo investigando a possibilidade de estrelas de nêutrons capturarem buracos negros primordiais. A proposta surge como uma possível solução para o problema da falta de pulsares no centro galáctico. Além disso, essa poderia ser uma dica de onde os buracos negros primordiais estão se escondendo.
Centro galáctico
O centro da galáxia é um ambiente bastante extremos e caótico onde estrelas, estrelas de nêutrons e buracos negros convivem. No centro há um buraco negro supermassivo chamado de Sgr A* com 4 milhões de massas solares. Há algumas estrelas orbitando o buraco negro central como, por exemplo, a estrela S2 que parece formar uma dança em torno do objeto.
Apesar da massa e da fama de comilão, o buraco negro supermassivo interage com uma pequena região apenas. A taxa de acreção do Sgr A* é baixa em comparação com buracos negros do tipo. Outro objeto famoso é o magnetar PSR J1745-2900 que chama atenção por, além de orbitar o buraco negro, ser a única estrela de nêutrons na região aparentemente.
Problema dos pulsares
A falta de observações de pulsares, em uma região onde há uma densidade maior de objetos, é algo curioso para astrônomos. Exceto o magnetar PSR J1745-2900, nenhum sinal de rádio de estrelas de nêutrons como pulsares é recebido. Algo que não acontece em outras regiões da galáxia onde sinais de pulsares são recebidos.
Esse é um problema dentro da Astronomia e algumas hipóteses surgiram para tentar explicar essa falta de observações. Alguns sugerem que estrelas de nêutrons acabam se destruindo através de interações gravitacionais. Essas estrelas de nêutrons “destruídas” seriam difíceis de observar mas só isso não resolveria o problema completamente.
Estrelas de nêutrons que escondem buracos negros
Um artigo submetido por grupo de astrônomos italianos sugerem que é possível que estrelas de nêutrons tenham capturado buracos negros primordiais menores que 1 massa solar. Dessa forma, os buracos negros se alimentariam do interior da estrela englobando toda ela, no lugar de uma estrela de nêutrons sobraria apenas um buraco negro.
Usando modelos e simulações, o time conseguiu mostrar se pulsares seriam capazes de capturar buracos negros primordiais. Nas simulações, assim que o buraco negro era capturado ele era empurrado para o centro da estrela de nêutrons como esperado. Esse resultado mostra que seria possível acontecer nessas regiões da galáxia.
Buracos negros primordiais
Além disso, a solução também responderia a pergunta sobre onde estão os buracos negros primordiais. Esse tipo de buraco negro nunca foi observado antes e poderiam ter tamanho do átomo até tamanhos de planetas ou estrelas pequenas. Eles teriam se formado nos primeiros momentos do Big Bang quando flutuações de densidade colapsaram.
Os buracos negros primordiais são populares como uma explicação para a matéria escura. Como eles teriam massas que podem chegar a 100 mil massas solares, uma população grande de buracos negros primordiais poderiam representar a massa de matéria escura. No entanto, a falta de observações desses objetos torna essa hipótese pouco provável.
Problema persiste
Os resultados do artigo mostram que mesmo que as estrelas de nêutrons capturem os buracos negros, essa solução sozinha não resolveria a questão da falta das estrelas de nêutrons no centro galáctico. Uma combinação de diferentes hipóteses teria que ser proposta para conseguir explicar esse sumiço.
Da mesma forma que a falta de evidências de buracos negros primordiais ainda permanecem como uma questão em aberto. Alguns telescópios futuros podem ser capazes de responder algumas dessas perguntas.
Referência
Caiozzo et al. 2024 Revisiting Primordial Black Hole Capture by Neutron Stars arXiv.