Hubble encontra buraco negro faminto torcendo estrela capturada em forma de rosquinha

Hubble encontra buraco negro faminto torcendo estrela capturada em forma de rosquinha

16 de janeiro de 2023 0 Por Jonas Estefanski
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Os buracos negros são coletores, não caçadores. Eles ficam à espreita até que uma estrela infeliz passe por eles. Quando a estrela se aproxima o suficiente, a força gravitacional do buraco negro a rasga violentamente e devora seus gases enquanto libera intensa radiação.

Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA registraram os momentos finais de uma estrela em detalhes enquanto ela é engolida por um buraco negro.

Esta sequência de ilustrações artísticas mostra como um buraco negro pode devorar uma estrela que passa por ele. 1. Uma estrela normal passa perto de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia. 2. Os gases externos da estrela são atraídos para o campo gravitacional do buraco negro. 3. A estrela é retalhada à medida que as forças das marés a separam. 4. Os remanescentes estelares são puxados para um anel em forma de rosquinha ao redor do buraco negro e eventualmente cairão no buraco negro, liberando uma quantidade enorme de luz e radiação de alta energia.Créditos: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Estes são denominados “eventos de perturbação das marés”. Mas as palavras desmentem a violência complexa e crua de um encontro com um buraco negro. Há um equilíbrio entre a gravidade do buraco negro puxando o material estelar e a radiação soprando o material para fora. Em outras palavras, os buracos negros são comedores confusos. Os astrônomos estão usando o Hubble para descobrir os detalhes do que acontece quando uma estrela rebelde mergulha no abismo gravitacional.

O Hubble não pode fotografar o caos do evento de maré AT2022dsb de perto, uma vez que a estrela mastigada está a quase 300 milhões de anos-luz de distância no centro da galáxia ESO 583-G004. Mas os astrônomos usaram a poderosa sensibilidade ultravioleta do Hubble para estudar a luz da estrela fragmentada, que inclui hidrogênio, carbono e muito mais. A espectroscopia fornece pistas forenses para o homicídio do buraco negro.

Cerca de 100 eventos de perturbação das marés em torno de buracos negros foram detectados por astrônomos usando vários telescópios. A NASA informou recentemente que vários de seus observatórios espaciais de alta energia detectaram outro evento de ruptura de maré de buraco negro em 1º de março de 2021, e isso aconteceu em outra galáxia. Ao contrário das observações do Hubble, os dados foram coletados em luz de raios-X de uma coroa extremamente quente ao redor do buraco negro que se formou depois que a estrela já estava dilacerada.

“No entanto, ainda existem muito poucos eventos de maré que são observados na luz ultravioleta devido ao tempo de observação. Isso é realmente lamentável, porque há muita informação que você pode obter do espectro ultravioleta”, disse Emily Engelthaler, do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) em Cambridge, Massachusetts. “Estamos empolgados porque podemos obter esses detalhes sobre o que os detritos estão fazendo. O evento de maré pode nos dizer muito sobre um buraco negro.” Mudanças na condição da estrela condenada estão ocorrendo na ordem de dias ou meses.

Para qualquer galáxia com um buraco negro supermassivo quiescente no centro, estima-se que a fragmentação estelar ocorra apenas algumas vezes a cada 100.000 anos.

Este evento de lanche estelar AT2022dsb foi capturado pela primeira vez em 1º de março de 2022 pelo All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN ou “Assassin”), uma rede de telescópios terrestres que examina o céu extragaláctico aproximadamente uma vez por semana em busca de violentos , eventos variáveis ​​e transitórios que estão moldando nosso universo. Essa colisão energética foi próxima o suficiente da Terra e brilhante o suficiente para que os astrônomos do Hubble fizessem espectroscopia ultravioleta por um período de tempo mais longo do que o normal.

“Normalmente, esses eventos são difíceis de observar. Você obtém talvez algumas observações no início da interrupção quando está realmente claro. Nosso programa é diferente porque foi projetado para observar alguns eventos de maré ao longo de um ano para ver o que acontece ”, disse Peter Maksym do CfA. “Vimos isso cedo o suficiente para podermos observá-lo nesses estágios de acreção de buracos negros muito intensos. Vimos a taxa de acreção cair à medida que se tornava um gotejamento ao longo do tempo.”

Os dados espectroscópicos do Hubble são interpretados como provenientes de uma área de gás muito brilhante e quente em forma de rosquinha que já foi a estrela. Essa área, conhecida como toro, é do tamanho do sistema solar e gira em torno de um buraco negro no meio.

“Estamos olhando para algum lugar na borda desse donut. Estamos vendo um vento estelar do buraco negro varrendo a superfície que está sendo projetada em nossa direção a velocidades de 20 milhões de milhas por hora (três por cento da velocidade da luz). ” disse Maksym. “Nós realmente ainda estamos tentando entender o evento. Você destrói a estrela e então tem esse material que está entrando no buraco negro. E então você tem modelos onde você acha que sabe o que está acontecendo, e então você tem o que realmente vê. Este é um lugar empolgante para os cientistas: bem na interface do conhecido e do desconhecido.”

Os resultados foram relatados na 241ª reunião da American Astronomical Society em Seattle, Washington.

Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA registraram os momentos finais de uma estrela em detalhes enquanto ela é engolida por um buraco negro.Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA, Produtor Principal: Paul Morris

O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA. O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, administra o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz operações científicas do Hubble e Webb. O STScI é operado para a NASA pela Association of Universities for Research in Astronomy, em Washington, DC