No dia 9 de setembro de 2018, os astrônomos avistaram um flash de uma galáxia a 860 milhões de anos-luz de distância.
© MIT/Christine Daniloff (ilustração de rápida acreção em buraco negro)
A fonte foi um buraco negro supermassivo com cerca de 50 milhões de vezes a massa do Sol. Normalmente quieto, o gigante gravitacional acordou de repente para devorar uma estrela que passava num caso raro conhecido como evento de perturbação de marés.
À medida que os detritos estelares caíam em direção ao buraco negro, liberou uma enorme quantidade de energia na forma de luz. Pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT), do ESO e de outras organizações usaram vários telescópios para vigiar o evento, identificado como AT2018fyk.
Para sua surpresa, observaram que, à medida que o buraco negro supermassivo consumia a estrela, este exibia propriedades semelhantes às de buracos negros muito menores, os de massa estelar. Os resultados obtidos sugerem que a acreção, ou a forma como os buracos negros evoluem conforme consomem material, é independente do seu tamanho.
Quando pequenos buracos negros de massa estelar, cerca de 10 vezes a massa do Sol, emitem um surto de luz, geralmente é em resposta a um influxo de material de uma estrela companheira. Esta explosão de radiação desencadeia uma evolução específica da região em torno do buraco negro. De quiescente, um buraco negro transita para uma fase "suave" dominada por um disco de acreção enquanto o material estelar é puxado para o buraco negro. À medida que a quantidade de material diminui, transita novamente para uma fase "árdua" onde uma coroa incandescente assume o controle. O buraco negro eventualmente assenta novamente numa quiescência constante, e todo o ciclo de acreção pode durar de algumas semanas a meses.
Os físicos observam este ciclo de acreção característico em vários buracos negros de massa estelar há já várias décadas. Mas para os buracos negros supermassivos, pensava-se que este processo demoraria demasiado tempo para ser totalmente captado, já que estes monstros normalmente alimentam-se lentamente do gás nas regiões centrais de uma galáxia.
Mas todo este processo acelera quando um buraco negro sofre um influxo repentino e enorme de material, como durante um evento de perturbação de marés, quando uma estrela se aproxima o suficiente para que um buraco negro a possa dilacerar em pedaços. Isto permite-nos sondar todos estes diferentes estágios de acreção que se conhecem para os buracos negros de massa estelar.
Em setembro de 2018, o ASASSN (All-Sky Automated Survey for Supernovae) captou sinais de uma explosão repentina. Os cientistas determinaram posteriormente que a erupção foi o resultado de um evento de perturbação de marés envolvendo um buraco negro supermassivo, que rotularam de TDE ("Tidal Disruption Event") AT2018fyk. Os telescópios mapearam diferentes bandas do espectro ultravioleta e de raios X.
A equipe recolheu dados ao longo de dois anos, usando os telescópios espaciais de raios X XMM-Newton e Chandra, bem como o NICER, o instrumento de monitoramento de raios X a bordo da ISS, e o Observatório Swift, juntamente com radiotelescópios na Austrália.
Eventualmente, já não resta muito gás para se alimentar, e a luminosidade geral cai e volta a níveis indetectáveis. Estima-se que o buraco negro destruiu uma estrela do tamanho do nosso Sol. No processo, gerou um enorme disco de acreção, com cerca de 12 bilhões de quilômetros de diâmetro, e emitiu gás com uma temperatura estimada em 40.000 K.
À medida que o disco se tornava mais fraco e menos brilhante, uma coroa de raios X altamente energéticos e compactos assumiu o domínio em torno do buraco negro antes de eventualmente desaparecer.
A perspetiva mais empolgante para o futuro é que estes eventos de perturbação de marés fornecem uma janela para a formação de estruturas complexas muito próximas do buraco negro supermassivo, como o disco de acreção e a coroa. Além de mostrar que os buracos negros têm acreção da mesma forma, independentemente do seu tamanho, os resultados representam apenas a segunda vez que os cientistas captaram a formação de uma coroa do início ao fim.
Os resultados foram publicados no periódico The Astrophysical Journal.
Fonte: Massachusetts Institute of Technology
Nenhum comentário:
Postar um comentário