O maciço aglomerado globular de estrelas Omega Centauri tem intrigado astrônomos por décadas. Ele deveria estar repleto de buracos negros deixados para trás por estrelas que explodiram, mas as evidências para isso são escassas. Agora, astrônomos usando dados arquivados do Telescópio Espacial Hubble da NASA e observações de apoio do Telescópio Espacial James Webb da NASA finalmente localizaram seu primeiro buraco negro de massa estelar nesse aglomerado. Descobrir o primeiro dos buracos negros “faltantes” ajudará a refinar teorias atuais sobre a formação de buracos negros em ambientes como Omega Centauri. Os resultados da equipe, publicados na segunda-feira em The Astrophysical Journal Letters, apontam para isso.
Omega Centauri é composto por 10 milhões de estrelas ligadas gravitacionalmente. Embora a comunidade astronômica tenha encontrado anteriormente, com o Hubble, evidências de que um buraco negro de massa intermediária se esconde em seu centro, modelos sugerem que esse aglomerado de estrelas também deveria conter cerca de 10.000 buracos negros menores, de massa estelar. Essa notável população de buracos negros escapou da detecção em estudos observacionais anteriores, que usaram o método de velocidade radial ou buscaram emissão de rádio e raios X de material caindo sobre buracos negros.
Essa nova descoberta traz uma abordagem diferente, conhecida como astrometria, para medir movimentos muito pequenos das estrelas ao longo do tempo. Ao vasculhar mais de 20 anos de dados arquivados do Hubble e incorporar dados recentes do Webb para refinar ainda mais suas medições astrométricas, a equipe localizou uma estrela orbitando um objeto invisível tão massivo que só pode ser um buraco negro. Batizado de oMEGACat BH-2, ele é o primeiro buraco negro de massa estelar detectado em Omega Centauri, e apresenta algumas características surpreendentes. O oMEGACat BH-2 tem uma massa menor do que a esperada e, com sua estrela companheira visível, a dupla buraco negro–estrela tem o período orbital mais longo de qualquer sistema binário de buraco negro conhecido até hoje.
“Com dados do Hubble e do Webb, conseguimos ver o movimento da estrela visível da sequência principal que faz parte dessa binária, que fica a cerca de 18.000 anos-luz de distância no ambiente denso de Omega Centauri”, disse Matthew Whitaker, da University of Utah, em Salt Lake City, autor principal do artigo. “A precisão dessas medições é incrível, chegando a uma fração de um pixel nos detectores do Hubble e do Webb. Não teria sido possível encontrar esse buraco negro sem esses dois telescópios espaciais.”
Os resultados da equipe refinam um estudo anterior de um grupo diferente de cientistas que sugeria que esse sistema binário incluía uma estrela de nêutrons. Ao expandir os dados do Hubble do estudo anterior com medições astrométricas arquivadas do Hubble de 2002 a 2023 e ao incorporar dados do Webb no infravermelho próximo para melhorar a precisão, a equipe liderada pela University of Utah conseguiu restringir melhor a massa da companheira escura da estrela visível, descartando a possibilidade de estrela de nêutrons.
“Embora já soubéssemos que a estrela tem 0,78 massas solares, agora podemos calcular a massa do buraco negro, que é 4,46 massas solares e, portanto, grande demais para ser uma estrela de nêutrons. No entanto, a massa dele é muito menor do que seria esperado em um ambiente pobre em metais como Omega Centauri. Isso é surpreendente e empolgante”, disse Anil Seth, da University of Utah, coautor do estudo. “Agora sabemos que uma estrela pobre em metais consegue formar um buraco negro como esse, e precisamos descobrir como isso acontece. Essa detecção está fornecendo alguns dados para quem faz esse tipo de modelagem.”
Com base nos dados precisos do Hubble e do Webb, a equipe pôde traçar o caminho da estrela ao longo de mais de 20 anos, durante sua aproximação mais próxima ao companheiro buraco negro, quando ela se moveu mais rápido pelo céu. A partir do conjunto amplo de dados, a equipe determinou que a estrela visível orbita o oMEGACat BH-2 uma vez a cada 94 anos, tornando-o a binária de buraco negro de maior período já conhecida.
Seu longo período orbital também oferece uma pista sobre a origem desse sistema binário. Ele provavelmente foi formado de maneira dinâmica, ou seja, a estrela e seu companheiro buraco negro não começaram juntos; em vez disso, se encontraram nesse aglomerado. Os pesquisadores calcularam que um sistema como o oMEGACat BH-2 sobreviverá por menos de um bilhão de anos antes de ser desfeito por encontros com estrelas próximas — um intervalo muito menor do que a idade do aglomerado (aproximadamente 12 bilhões de anos).
“É importante entender as populações de buracos negros em aglomerados globulares porque há incerteza sobre sua física e sua formação”, disse Seth. “Mais especificamente, entender o processo de formar buracos negros e então formar binárias dinamicamente é vital, porque isso afeta nossa capacidade de interpretar e compreender eventos de ondas gravitacionais. Ambientes como Omega Centauri são os principais lugares onde pensamos que binárias estão se fundindo e criando essas ondas.”
A descoberta do buraco negro de massa estelar oMEGACat BH-2 pela equipe, usando o conjunto de dados Hubble-Webb, é apenas o começo de encontrar essas populações de buracos negros que escapam da detecção em aglomerados globulares de estrelas.
“Com Hubble e Webb, podemos continuar observando Omega Centauri e ampliar nossa busca por sistemas semelhantes em outros aglomerados”, disse Whitaker. “Também estamos muito animados com o lançamento do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, porque ele vai imagear o bojo galáctico lotado, incluindo o centro galáctico, de forma bem regular com resolução semelhante à do Hubble e com um campo de visão muito maior. Esperamos conseguir encontrar sistemas binários de buracos negros como este por causa da cadência regular das observações do Roman.”
O Telescópio Espacial Hubble opera há mais de três décadas e continua a fazer descobertas revolucionárias que moldam nosso entendimento fundamental do universo. O Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio e as operações da missão. A Lockheed Martin Space, com sede em Denver, também apoia as operações da missão no Goddard. O Space Telescope Science Institute, em Baltimore, operado pela Association of Universities for Research in Astronomy, realiza as operações científicas do Hubble para a NASA.
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Omega Centauri Context Image
Astrônomos encontraram o primeiro buraco negro de massa estelar de Omega Centauri, que tem uma estrela companheira visível mostrada em mais detalhes. Eles usaram mais de 20 anos de dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA e dados recentes do Telescópio Espacial James Webb da NASA para fazer a descoberta.
Star Orbiting Black Hole Animation
Os dados precisos coletados pelos telescópios espaciais Hubble e James Webb da NASA permitiram que uma equipe de astrônomos traçasse o caminho orbital da estrela visível ao longo de um período de mais de 20 anos.
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Last Updated
Jul 13, 2026
Editor
Andrea Gianopoulos
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NASA Goddard Space Flight Center
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Claire Andreoli
NASA’s Goddard Space Flight Center
Greenbelt, Maryland
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James Webb Space Telescope (JWST)
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Academic Paper: A Long Period Stellar-mass Black Hole Binary in Omega Centauri
This release on the ESA/Hubble website.