Vários telescópios da NASA observaram recentemente um enorme buraco negro dilacerando uma estrela azarada que vagueou demasiado perto.
© NASA / JPL-Caltech (disco de gás quente girando em torno de buraco negro)
Localizado a cerca de 250 milhões de anos-luz da Terra, no centro de outra galáxia, foi o quinto exemplo mais próximo, alguma vez observado, de um buraco negro destruindo uma estrela. Assim que a estrela foi completamente dilacerada pela gravidade do buraco negro, os astrônomos viram um aumento dramático de raios X altamente energéticos em torno do buraco negro. Isto indicou que, à medida que o material estelar foi puxado em direção à sua aniquilação, acima do buraco negro foi formada uma estrutura extremamente quente chamada coroa.
O satélite NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescopic Array) da NASA é o telescópio espacial mais sensível capaz de observar nestes comprimentos de onda e a proximidade do evento forneceu uma visão sem precedentes da formação e evolução da coroa.
O trabalho demonstra como a destruição de uma estrela por um buraco negro, um processo formalmente conhecido como evento de perturbação de marés, pode ser utilizada para compreender melhor o que acontece ao material que é capturado por um destes monstros antes de ser totalmente devorado.
A maioria dos buracos negros estão rodeados por gás quente que se acumulou ao longo de muitos anos, por vezes milênios, e formaram discos com bilhões de quilômetros em diâmetro. Em alguns casos, estes discos brilham mais do que galáxias inteiras. Mesmo em torno destas fontes brilhantes, mas especialmente em torno de buracos negros muito menos ativos, uma única estrela a ser destruída e consumida se destaca. E, do princípio ao fim, o processo leva muitas vezes apenas uma questão de semanas ou meses.
A observabilidade e a curta duração dos eventos de perturbação de marés tornam-nos especialmente atrativos para os astrônomos, que podem determinar a forma como a gravidade do buraco negro manipula o material à sua volta, criando incríveis espetáculos de luz e novas características físicas.
O foco do novo estudo é um evento chamado AT2021ehb, que teve lugar numa galáxia com um buraco negro central com cerca de 10 milhões de vezes a massa do nosso Sol. Durante este evento de perturbação de marés, o lado da estrela mais próximo do buraco negro foi puxado com mais força do que o lado mais distante, esticando o objeto e deixando para trás um "espaguete" de gás quente.
Os cientistas pensam que o fluxo de gás é chicoteado à volta de um buraco negro durante tais eventos, colidindo consigo próprio. Pensa-se que isto cria ondas de choque e fluxos externos de gás que geram luz visível, assim como comprimentos de onda não visíveis ao olho humano, tais como radiação ultravioleta e raios X. O material começa então a assentar num disco que gira em torno do buraco negro como água que rodeia o ralo, com atrito que gera raios X de baixa energia.
No caso de AT2021ehb, esta série de eventos teve lugar durante apenas 100 dias. O evento foi visto pela primeira vez no dia 1 de março de 2021 pelo ZTF (Zwicky Transient Facility), localizado no Observatório Palomar, no sul do estado norte-americano da Califórnia. Foi posteriormente estudado pelo Observatório Neil Gehrels Swift da NASA e pelo telescópio NICER (Neutron star Interior Composition Explorer), que observa raios X mais longos do que o Swift. Depois, cerca de 300 dias após o evento ter sido visto pela primeira vez, o NuSTAR da NASA começou a observar o sistema.
Os cientistas ficaram surpreendidos quando o NuSTAR detectou uma coroa, ou seja, uma nuvem de plasma quente, ou átomos de gás com os seus elétrons removidos, dado que as coroas aparecem normalmente com jatos de gás que fluem em direções opostas de um buraco negro. Contudo, no evento de perturbação de marés AT2021ehb, não foram detectados jatos, o que tornou a observação da coroa um tanto ou quanto inesperada. As coroas emitem raios X mais energéticos do que qualquer outra parte de um buraco negro, mas os cientistas não sabem de onde vem o plasma ou exatamente como fica tão quente.
Estas observações de AT2021ehb estão de acordo com a ideia de que os campos magnéticos têm algo a ver com a formação da coroa.
Um artigo sobre o estudo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.
Fonte: California Institute of Technology
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