Buraco negro supermassivo pode estar orbitando a Via Láctea e acelerando estrelas

A Via Láctea possui galáxias satélites que são galáxias menores que ficam orbitando a nossa e interagindo gravitacionalmente. Uma dessas galáxias satélites é chamada de Grande Nuvem de Magalhães (GNM) que está localizada a aproximadamente 160 mil anos-luz de distância. Ela possui uma companheira chamada Pequena Nuvem de Magalhães e ambas são visíveis a olho nu.

Por causa do formato irregular, ela é classificada como galáxia irregular e podemos vê-la como uma mancha no céu. Além disso, ela é uma das galáxias mais próximas da nossa e tem uma interação com a Via Láctea bem conhecida. Há indícios que a GNM já colidiu com a Via Láctea no passado e provavelmente irá colidir novamente no futuro. É até possível observar a Corrente de Magalhães que é um fluxo de gás que conecta as duas galáxias.

Estudando mais a fundo a relação entre as duas galáxias, alguns astrônomos acreditam que estrelas hipervelozes observadas na Via Láctea tenham vindo da GNM. O novo artigo traz uma proposta nova onde propõe a existência de um buraco negro supermassivo na GNM que acelera as galáxias. Caso confirmado, isso poderia mudar a ideia que se tem de buracos negros supermassivos em galáxias anãs.

Grande Nuvem de Magalhães

A Via Láctea é uma das maiores galáxias do Grupo Local junto com a galáxia de Andrômeda. Enquanto Andrômeda está localizada a uma distância de mais de 2 milhões de anos-luz, as galáxias satélites estão muito próximas de nós. A Grande Nuvem de Magalhães é um exemplo de galáxia satélite da nossa que está na vizinhança a apenas 160 mil anos-luz de distância.

A estrutura irregular e a taxa de formação estelar da galáxia faz com que ela seja vista como uma mancha azulada no céu. Pela proximidade com a Via Láctea, tanto uma quanto a outra intereferem na dinâmica e estrutura da outra. As observações indicam que a GNM está se aproximando da Via Láctea e irá ter uma outra colisão em alguns bilhões de anos. Encontros antigos são estudados por astrônomos.

Estrelas hipervelozes

Estrelas hipervelozes, chamadas me inglês de hypervelocity stars (HVS), são estrelas que viajam a velocidades muito altas que muitas vezes superam a velocidade de escape da Via Láctea. Como podem possuir velocidades maiores que a velocidade de escape, isso significa que elas podem escapar da nossa Galáxia. Elas foram observadas pela primeira vez no início dos anos 2000 porque são relativamente raras.

A principal explicação para a origem dessas estrelas acaba envolvendo interações com o buraco negro supermassivo da Via Láctea, Sgr A*. Quando um sistema binário de estrelas se aproxima do Sgr A*, é possível que uma das estrelas seja capturada pelo buraco negro enquanto a outra é lançada para fora. Esse processo é chamado de mecanismo de Hills. Outros processos também podem formar estrelas hipervelozes mas o mecanismo de Hills parece ser o mais eficiente.

Estrelas da Grande Nuvem de Magalhães

Por causa dessa interação com buracos negros supermassivos, muitos astrônomos tem interesse em observar essas estrelas hipervelozes. Em 2006, foram encontradas 21 estrelas hipervelozes onde as características concordavam com o mecanismo de Hills. Mais tarde, essas mesmas estrelas foram estudadas com a sonda Gaia que observou com detalhes a posição e velocidade dessas estrelas.

Ao analisar os resultados obtidos pela sonda Gaia, um grupo de astrônomos encontraram mais informações sobre essas estrelas. O que surpreendeu o time é que parece que metade dessas estrelas não vieram do centro da Via Láctea mas vieram da Grande Nuvem de Magalhães. Isso trouxe uma nova perspectiva que a galáxia satélite pode ter algum papel na formação dessas estrelas hipervelozes.

Outro buraco negro supermassivo?

No artigo, os astrônomos sugerem que a Grande Nuvem de Magalhães pode possuir um buraco negro supermassivo que tem acelerado essas estrelas e atirado em direção à Via Láctea. Uma das principais evidências que apoiam a existência desse buraco negro é uma região com uma alta densidade de estrelas. Ao simular um buraco negro supermassivo, consegue refazer essa região que é diferente das outras.

Segundo o modelo com buraco negro supermassivo, um buraco negro de 600.000 massas solares seria responsável por lançar estrelas fora da galáxia. Algumas dessas estrelas se tornaram as estrelas hipervelozes observadas, enquanto outras se acumulariam nessa região de densidade maior. Se confirmada a existência desse buraco negro, isso poderia alterar como conhecemos a distribuição de buracos negros supermassivos no Universo.

Referência da notícia

Han et al. 2025 Hypervelocity Stars Trace a Supermassive Black Hole in the Large Magellanic Cloud Astrophysical Journal