Astrônomos estão perplexos com buraco negro expelindo estrela esparguetificada anos depois de comê-la

Os astrônomos não têm uma explicação para um buraco negro expelindo uma estrela espaguetificada, mas suspeitam que possa ser mais comum do que se pensava

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A ilustração de um artista de um buraco negro destroçando uma estrela. (Créditos: DESY, Laboratório de Comunicação Científica)

Traduzido por Julio Batista
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Astrônomos detectaram um buraco negro misteriosamente expelindo pedaços de uma estrela devorada vários anos depois de consumi-la.

O evento, que os cientistas classificaram como AT2018hyz, começou em 2018, quando os astrônomos viram o buraco negro prender uma estrela azarada em sua forte atração gravitacional antes de destruí-la em pedaços. Então, três anos depois, em 2021, um radiotelescópio do Novo México captou um sinal indicando atividade incomum – o buraco negro começou a expelir a estrela a metade da velocidade da luz.

Buracos negros já foram vistos devorando estrelas antes de expeli-las, mas até agora, a ejeção só havia ocorrido ao mesmo tempo que a refeição. Os pesquisadores usaram quatro observatórios terrestres localizados ao redor do globo e dois observatórios no espaço para detectar o evento; eles publicaram suas descobertas em 11 de outubro no The Astrophysical Journal.

“Isso nos pegou completamente de surpresa – ninguém nunca viu nada assim antes”, disse a principal autora Yvette Cendes, astrofísica do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, em um comunicado.

Buracos negros são comedores bagunceiros que gostam de brincar com a comida. O consumo de uma estrela por um buraco negro é chamado de evento de perturbação de maré (EPM) por causa das poderosas forças de maré que agem sobre a estrela a partir da gravidade do buraco negro. À medida que a estrela se aproxima cada vez mais da boca do buraco negro, as forças de maré do buraco negro consomem e esticam a estrela camada por camada; transformando-o em uma longa corda parecida com macarrão que fica bem enrolada em torno do buraco negro como espaguete em torno de um garfo para formar uma bola de plasma quente. Isso é conhecido como espaguetificação. Este plasma acelera rapidamente em torno do buraco negro e gira em um enorme jato de energia e matéria, que produz um flash brilhante distinto que os telescópios ópticos, de raios-X e de ondas de rádio podem detectar.

Mas AT2018hyz é incomum: não apenas esperou três anos depois de comer a estrela para emitir um flash, mas a velocidade do material enviado voando de sua boca é impressionante. A maioria dos fluxos de TDE viajam a 10% da velocidade da luz, mas a matéria estelar ejetada de AT2018hyz está viajando tão rápido quanto 50% da velocidade da luz.

“Estudamos EPMs com radiotelescópios há mais de uma década, e às vezes descobrimos que eles brilham em ondas de rádio enquanto expelem material enquanto a estrela está sendo consumida pelo buraco negro”, disse o coautor do estudo Edo Berger, professor de astronomia da Universidade de Harvard, no comunicado. “Mas em AT2018hyz houve silêncio de rádio nos primeiros três anos, e agora está dramaticamente iluminado para se tornar um dos EPMs mais luminosos em rádio já observados”.

Cendes acredita que o buraco negro pode estar expulsando tardiamente sua refeição anterior. “É como se este buraco negro tivesse começado a expelir abruptamente um monte de material da estrela que comeu anos atrás”, acrescentou Cendes.

Os pesquisadores não têm certeza do que está causando o atraso do flash, mas eles acham que esse adiamento pode ser mais comum do que se pensava. Para testar se esse é o caso, os astrônomos precisarão olhar para fontes de outros EPMs, anteriormente considerados inativos, para ver se eles podem capturá-los piscando mais uma vez.

“Esta é a primeira vez que testemunhamos um atraso tão longo entre a alimentação e a expulsão de material e energia”, disse Berger. “O próximo passo é explorar se isso realmente acontece com mais regularidade e simplesmente não estamos analisando os EPMs tarde o suficiente em sua evolução”.