Duas décadas de monitoramento do Observatório WM Keck em Mauna Kea, no Havaí, revelam uma nuvem peculiar apelidada de X7 sendo separada à medida que acelera em direção ao buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia, a Via Láctea.

Astrônomos da UCLA Galactic Center Orbits Initiative (GCOI) e Keck Observatory têm acompanhado a evolução deste filamento de gás empoeirado desde 2002; Imagens de infravermelho próximo de alta resolução angular capturadas com o poderoso sistema de óptica adaptativa do Observatório Keck mostram que o X7 se tornou tão alongado que agora tem um comprimento de 3.000 vezes a distância entre a Terra e o Sol (ou 3.000 unidades astronômicas).

O estudo foi publicado na edição de hoje do The Astrophysical Journal .

“Esta é uma chance única de observar os efeitos das forças de maré do buraco negro em alta resolução, dando-nos uma visão da física do ambiente extremo do Centro Galáctico”, disse Anna Ciurlo, pesquisadora assistente da UCLA e principal autora do estudo.

As forças de maré são a atração gravitacional que alonga um objeto que se aproxima de um buraco negro; o lado do objeto mais próximo 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 com tantos detalhes em uma escala de tempo relativamente curta, já que as forças gravitacionais do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea influenciam esse objeto", disse o coautor Randy Campbell, líder de operações científicas no Keck Observatory.

X7 tem uma massa de cerca de 50 Terras e está em um caminho orbital ao redor do buraco negro da nossa galáxia, chamado Sagitário A* (ou Sgr A*), que levaria 170 anos para ser concluído.

"Prevemos que as fortes forças de maré exercidas pelo buraco negro galáctico acabarão por destruir o X7 antes mesmo de completar uma órbita", disse o co-autor Mark Morris, professor de física e astronomia da UCLA.

Com base em sua trajetória, a equipe estima que X7 fará sua aproximação mais próxima de Sgr A* por volta do ano de 2036 e se dissipará completamente logo depois. O gás e a poeira que constituem X7 acabarão sendo arrastados em direção a Sgr A* e podem mais tarde causar alguns fogos de artifício à medida que aquecem e espiralam no buraco negro.

Essas descobertas são a primeira estimativa do caminho orbital levemente excêntrico de X7 e a análise mais robusta até o momento das mudanças notáveis ??em sua aparência, forma e comportamento. Para observar o X7, a equipe usou o Espectrógrafo de imagem infravermelha com supressão de OH (OSIRIS) do Observatório Keck e a Câmera de infravermelho próximo, segunda geração (NIRC2), em combinação com os sistemas de óptica adaptativa nos telescópios Keck I e Keck II.

X7 mostra algumas das mesmas propriedades observacionais que os outros estranhos objetos empoeirados orbitando Sgr A* chamados objetos G, que se parecem com gás, mas se comportam como estrelas. No entanto, a forma e a estrutura de velocidade do X7 se transformaram de forma mais dramática em comparação com os objetos G. O filamento esticado de gás e poeira se move rapidamente, atingindo velocidades de até 490 milhas por segundo. Devido à massa extremamente grande do buraco negro, tudo em sua vizinhança se move muito mais rápido do que normalmente vemos em qualquer outro lugar de nossa galáxia.

Embora a origem do X7 ainda seja um segredo esperando para ser desvendado e confirmado, a equipe de pesquisa tem algumas pistas sobre 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 está escondida dentro de uma camada de poeira e gás, que pode se encaixar na descrição dos objetos G. E o gás ejetado talvez tenha produzido objetos do tipo X7."

A equipe de pesquisa continuará monitorando as mudanças dramáticas de X7 com o Keck Observatory, à medida que o poder da gravidade do buraco negro o separa.

“É um privilégio poder estudar o ambiente extremo no centro da nossa galáxia,” disse Campbell. "Este estudo só pode ser feito usando as excelentes capacidades de Keck e realizado no reverenciado Maunakea, com honra e respeito por este local especial."