Buraco Negro está “COMENDO MEIO SOL POR ANO” e Jogando Seus Restos na Terra

Buraco Negro está “COMENDO MEIO SOL POR ANO” e Jogando Seus Restos na Terra

15 de dezembro de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Os astrônomos fizeram a observação mais distante de um buraco negro dilacerando uma estrela e se banqueteando com ela, graças a um jato de “sobras” estelares lançado diretamente em direção à Terra.

Representação artística de um buraco negro supermassivo expelindo um jato de “sobras” enquanto devora uma estrela. (Crédito da imagem: Carl Knox – OzGrav, ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology)

O jato é direcionado diretamente para a Terra com a destruição violenta da estrela por esse buraco negro que os astrônomos chamam de evento de ruptura de maré (TDE), foi observável na luz visível. A descoberta pode portanto sinalizar uma nova maneira de observar esses eventos extremos que geralmente são detectados apenas em luz de alta energia, como raios gama e raios-X. 

Os TDEs ocorrem quando as estrelas se aproximam demais dos buracos negros. O buraco negro destrói a estrela com forças de maré incrivelmente poderosas criadas por sua influência gravitacional. Em cerca de 1% dos TDEs o buraco negro também emite jatos de plasma e radiação de seus pólos. 

“Vimos apenas um punhado desses TDEs com jatos e eles continuam sendo eventos muito exóticos e pouco compreendidos”, disse Nial Tanvir astrônomo da Universidade de Leicester, no Reino Unido e coautor da nova pesquisa, em comunicado do European Southern Observatory (ESO), que opera alguns dos telescópios usados ​​na pesquisa. “Os astrônomos estão constantemente caçando esses eventos extremos para entender como os jatos são realmente criados e por que uma fração tão pequena de TDEs os produz”. No vídeo abaixo a NASA simula buracos negros devorando estrelas de vários tamanhos.



A descoberta deste TDE apelidado de AT2022cmc ocorreu em fevereiro, quando um telescópio de pesquisa, o Zwicky Transient Facility (ZTF) na Califórnia, enviou um alerta sobre uma fonte incomum de luz visível que o Very Large Telescope do ESO (VLT ) na região do deserto de Atacama no norte do Chile saltou para examinar. É uma dinâmica comum para os astrônomos: telescópios de pesquisa como o ZTF percorrem o céu em busca de sinais de eventos extremos e de curta duração, que telescópios mais focados como o VLT podem acompanhar, observando com mais detalhes. 

AT2022cmc primeiro se assemelhava a uma explosão de raios gama (GRB), a fonte mais poderosa de radiação eletromagnética no universo conhecida cujas origens permanecem desconhecidas. A oportunidade de observar uma dessas raras e misteriosas explosões de luz levou os astrônomos a treinar uma variedade de telescópios no AT2022cmc, incluindo o VLT, que estudou o evento usando seu instrumento espectrógrafo X-shooter. Ao todo 21 telescópios observaram AT2022cmc em vários comprimentos de onda de luz, incluindo o Telescópio Espacial Hubble e o instrumento de raios-X Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) a bordo da Estação Espacial Internacional . 

Representação artística de um feixe de raios X produzido por um buraco negro devorando uma estrela. O feixe choca o material para liberar outros tipos de luz.  (Crédito da imagem: Zwicky Transient Facility/R.Hurt (Caltech/IPAC))

A riqueza de dados revelou duas observações estranhas. Primeiro a fonte de AT2022cmc estava localizada a uma distância sem precedentes da Terra e a luz começou sua jornada quando o universo de 13,8 bilhões de anos tinha apenas um terço de sua idade atual. Em segundo lugar o evento não foi uma explosão de raios gama.

“As coisas pareciam bastante normais nos primeiros três dias”, disse Dheeraj Pasham, astrofísico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e primeiro autor de um dos estudos, em comunicado.

“Então nós olhamos para ele com um telescópio de raios-X e o que descobrimos foi que a fonte era muito brilhante”, disse ele sobre as observações do NICER, observando que o sinal permaneceu 100 vezes mais poderoso do que o brilho residual de qualquer raio gama. estouro visto até agora. “Foi algo extraordinário.”

A impressão de um artista de um buraco negro supermassivo destruindo uma estrela e lançando jatos de material estelar.  

(Crédito da imagem: ESO/M.Kornmesser)

Em todo o mundo um total de 21 telescópios observaram o AT2022cmc em vários comprimentos de onda de luz, desde raios gama de alta energia até ondas de rádio de baixa energia. Então, os astrônomos poderiam comparar esses dados com observações de outros eventos violentos, como estrelas em colapso e as poderosas explosões cósmicas chamadas kilonovas. 

“O único cenário que correspondeu ao perfil de luz registrado por esses telescópios foi o caso raro em que um jato TDE  contendo matéria se movendo a 99,99% da velocidade da luz aponta diretamente para a Terra” 

“Como o jato relativístico está apontando para nós ele torna o evento muito mais brilhante do que pareceria e visível em uma extensão mais ampla do espectro eletromagnético”, Giorgos Leloudas, astrônomo do DTU Space na Dinamarca e coautor do estudo nova pesquisa, disse no comunicado do ESO.

Representação artística de um buraco negro supermassivo destruindo uma estrela.(Crédito da imagem: ESO/M. Kornmesser)

Dito isso o jato ainda é bastante brilhante, tão brilhante que os astrônomos calcularam que o buraco negro está consumindo cerca de metade da massa do sol a cada ano, disse Pasham acrescentando que o volume sugere que os pesquisadores detectaram o evento no início. “Muitas dessas perturbações de maré acontecem no início e fomos capazes de capturar esse evento logo no início, dentro de uma semana após o buraco negro começar a se alimentar da estrela”. 

A distância deste TDE da Terra não é o único aspecto recorde do AT2022cmc. Anteriormente TDEs com jatos como este só haviam sido detectados em tipos de radiação de alta energia, como raios gama e raios-X: esta é a primeira vez que um desses eventos violentos de morte de estrelas foi visto em luz óptica. 

Como tal a observação de AT2022cmc em luz óptica pode abrir uma maneira totalmente nova de detectar esses TDEs disparadores de jatos na vastidão do espaço, permitindo assim o estudo mais profundo desses eventos raros e dos buracos negros que os desencadeiam. 

A pesquisa é descrita foi publicada na revista Nature. Veja mais aqui: https://www.nature.com 

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