Um buraco negro com uma massa equivalente a 600 mil sóis pode estar se movendo em direção à Via Láctea a uma velocidade de cerca de 300 mil km/s. Este buraco negro encontra-se em um local inesperado: no interior de uma galáxia anã. A descoberta foi realizada de maneira indireta por pesquisadores que analisavam as trajetórias de 21 estrelas hipervelozes tipo B, que são quentes e jovens, e que teriam sido ejetadas do centro galáctico através de um fenômeno conhecido como mecanismo de Hills.
Esse mecanismo astrofísico explica como estrelas em sistemas binários podem ser expelidas quando uma delas é capturada por um buraco negro supermassivo, tal como Sagitário A*, localizado no centro da Via Láctea. Durante esse processo, a estrela liberada recebe um impulso gravitacional, sendo ejetada a uma velocidade tão alta que, por vezes, supera a velocidade de escape da galáxia, levando-a ao espaço intergaláctico. Entre 2005 e 2014, a pesquisa HVS Survey, conduzida por astrônomos do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, identificou 21 dessas estrelas hipervelozes no halo externo da Via Láctea.
Um estudo recente publicado no repositório de pré-impressões arXiv sugere que aproximadamente metade das estrelas hipervelozes encontradas não se originaram do centro da Via Láctea, como anteriormente se acreditava, mas sim da Grande Nuvem de Magalhães (LMC), uma das galáxias satélites da Via Láctea. Para verificar essa hipótese, os pesquisadores desenvolveram um modelo simulando estrelas ejetadas por um buraco negro supermassivo na LMC. As previsões espaciais e cinemáticas das estrelas hipervelozes se alinharam com as observações realizadas.
Embora explosões de supernovas e interações gravitacionais possam ejetar estrelas, a equipe de estudo defende que a taxa de nascimento e o agrupamento das estrelas hipervelozes na LMC podem ser explicados unicamente pela presença de um buraco negro supermassivo. Um indicativo importante da existência de um buraco negro na LMC é a superdensidade de Leão, uma região nessa constelação que contém mais estrelas do que o previsto. O modelo criado pelos pesquisadores replicou essa concentração estelar, reforçando a hipótese.
O estudo sugere que um buraco negro supermassivo com 600 mil massas solares na LMC estaria ejetando estrelas em direção à Via Láctea. Algumas dessas estrelas se tornam hipervelozes, enquanto outras aumentam a superdensidade na LMC. Caso essa teoria seja confirmada, a presença deste buraco negro supermassivo poderá alterar a compreensão atual sobre a LMC e sua dinâmica, impactando não somente esta galáxia anã, mas também a estrutura da Via Láctea.
A detecção de buracos negros sempre constituiu um desafio para os astrônomos, especialmente porque, quando não estão ativamente absorvendo matéria, esses objetos não emitem radiação visível. Uma das estratégias adotadas por cientistas para localizar esses gigantes invisíveis envolve a análise do movimento anormal de estrelas próximas. A confirmação da existência de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, foi realizada através da medição de órbitas incomuns.
No estudo recente, os autores desenvolveram um novo método para rastrear buracos negros, focando em outro tipo de anomalia estelar: as estrelas hipervelozes, que se deslocam a velocidades dez vezes superiores (cerca de 1 mil km/s) às suas congêneres da Via Láctea. Sob a liderança do astrofísico Jiwon Jesse Han, do Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, a pesquisa propõe que o monitoramento de estrelas hipervelozes pode levar à identificação de buracos negros ocultos. Nesse contexto, o "impulso gravitacional" é gerado pelo mecanismo de Hills, que envolve uma interação entre um buraco negro e duas estrelas, levando à ejeção violenta de uma delas de forma que se torna uma estrela hiperveloz.
Utilizando dados do telescópio espacial Gaia, os pesquisadores rastrearam com precisão 16 estrelas. Sete delas parecem ter se originado nas proximidades de Sagitário A, enquanto as outras nove parecem ser provenientes da Grande Nuvem de Magalhães. Quando as duas galáxias eventualmente se fundirem, o suposto buraco negro supermassivo da LMC deverá se mover para o centro da Via Láctea e, após bilhões de anos, deverá se fundir com Sgr A, que possui uma massa equivalente a 4,3 milhões de sóis, formando um buraco negro de maior magnitude. A possibilidade de eventos desse tipo levanta questionamentos acerca da existência de vida que possa testemunhar tal fenômeno no futuro.
