Astrônomos observam distante erupção durante a destruição de uma estrela por um buraco negro

Astrônomos observaram pela primeira vez a formação e a evolução de um jato de material expelido por um buraco negro supermassivo depois de destruir uma estrela. A descoberta é liderada por pesquisadores do Instituto de Astrofísica da Andaluzia, na Espanha, e da Universidade de Turku, na Finlândia.

Ilustração de um evento de ruptura das marés, em que um buraco negro destrói uma estrela e emite um poderoso jato de partículas. Créditos: Sophia Dagnello.

Em janeiro de 2005, um brilhante clarão foi detectado no núcleo de uma galáxia chamada Arp 299-B, que está em processo de fusão com outra e está localizada a cerca de 150 milhões de anos-luz da Terra. A princípio, os pesquisadores acreditavam que o clarão era uma explosão estelar, uma supernova, mas depois de dez anos de observações em diferentes comprimentos de onda, ficou provado que é algo diferente.

Durante uma década, até 2015, uma equipe internacional de astrônomos observou que essa região luminosa se alongava e se expandia, até concluir que se tratava de um jato de material expelido por um buraco negro supermassivo localizado no centro de Arp 299-B depois de destruir uma estrela. Após meses de testes, os resultados foram publicados na revista Science.

De acordo com os modelos teóricos, nos chamados eventos de ruptura das marés, em que um buraco negro destrói uma estrela, metade da massa da estrela é ejetada no espaço, enquanto a outra metade é absorvida por um buraco negro supermassivo. A súbita injeção de material produz um clarão brilhante (visível em raios gama, raios-X e ópticos), seguido por emissões de rádio transitórias e pela formação do gigantesco jato relativístico ou jato de material que se move a velocidades muito próximas às da luz.

“Até hoje, apenas alguns foram detectados, mas até agora nunca foi possível observar diretamente a formação e a evolução de um jato a partir deles”, diz Miguel Pérez-Torres, pesquisador do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (IAA-CSIC) que lidera o trabalho em conjunto com Seppo Mattila, da Universidade de Turku, na Finlândia.

“Com o tempo, o novo objeto permaneceu brilhante nos comprimentos de onda infravermelhos e de rádio, mas nos comprimentos de onda visíveis e de raios-X”, diz Seppo Mattila, da Universidade de Turku. “Isso se deve, provavelmente, ao fato de que a poeira densa presente no centro da galáxia absorveu os raios-X e a luz visível e a irradiou como infravermelho”.

Os pesquisadores usaram o Telescópio Nórdico (NOT) localizado nas Ilhas Canárias e o Telescópio Espacial Spitzer da NASA para observar o objeto no infravermelho, e realizaram observações contínuas com vários radiotelescópios, incluindo a rede europeia VLBI de radiotelescópios e o Very Long Baseline Array (VLBA), que combina antes separadas por milhares de quilômetros e atinge uma resolução equivalente à de um telescópio com o diâmetro da Terra.

Graças a esse monitoramento, eles puderam presenciar como o clarão inicial se expandia em uma direção, como seria esperado para um jato, a uma velocidade de cerca de 75.000 quilômetros por segundo, um quarto da velocidade da luz. Assim, outros cenários possíveis para o fenômeno, como a explosão de supernova, poderiam ser descartados, e o mais provável poderia ser afirmado: o buraco negro supermassivo de Arp 299-B, com cerca de vinte milhões de massas solares, dilacerou uma estrela que tem entre dois e seis vezes a massa do Sol.

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