Astrónomos analisaram vibrações em uma estrela gigante vermelha perto de um buraco negro dormente, descobrindo evidências de uma fusão estelar passada que desafia as expectativas. A estrela, parte do sistema Gaia BH2, parece antiga em química, mas jovem em estrutura, girando incomumente rápido. Essa descoberta desafia modelos de evolução estelar em binárias de buracos negros quietos.
Astrónomos do Institute for Astronomy da Universidade do Hawaiʻi examinaram uma estrela gigante vermelha orbitando um buraco negro dormente no sistema Gaia BH2, identificado pela primeira vez em 2023 pela missão Gaia da Agência Espacial Europeia. Usando dados do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, a equipe detectou "terremotos estelares" sutis — oscilações estelares — que revelaram as propriedades internas da estrela, assim como terremotos sondam o núcleo da Terra.
Essas vibrações indicam que a estrela tem cerca de 5 bilhões de anos, mas sua composição química rica em alfa, abundante em elementos pesados, sugere que deveria ser muito mais velha. "Estrelas jovens ricas em alfa são bastante raras e intrigantes", disse o autor principal Daniel Hey, cientista pesquisador do instituto. "A combinação de juventude e química antiga sugere que esta estrela não evoluiu isoladamente. Provavelmente adquiriu massa extra de uma companheira, seja por fusão ou absorvendo material quando o buraco negro se formou."
Observações adicionais de telescópios baseados em solo mostram que a estrela gira uma vez a cada 398 dias, mais rápido do que o esperado para uma gigante vermelha solitária de sua idade. O coautor Joel Ong, Hubble Fellow da NASA no instituto, observou: "Se esta rotação for real, não pode ser explicada apenas pelo giro natal da estrela. A estrela deve ter sido acelerada por interações de maré com sua companheira, o que apoia ainda mais a ideia de que este sistema tem uma história complexa."
O estudo também examinou o Gaia BH3, outro sistema de buraco negro dormente, onde a estrela companheira não mostrou oscilações esperadas apesar do baixo teor de metal, levando a revisões nas teorias atuais. Buracos negros dormentes como esses não emitem raios X, tornando-os difíceis de detectar; os astrônomos dependem do rastreamento de movimentos estelares. As descobertas, publicadas no Astronomical Journal, destacam como tais sistemas reformulam o entendimento dos buracos negros na Via Láctea. Observações futuras do TESS visam confirmar a hipótese de fusão e detalhar o desenvolvimento dessas binárias.