Astrônomos descobriram o primeiro evento de perturbação de marés que ocorre fora do centro de uma galáxia.
© NRAO (erupções de rádio lançadas por buraco um negro)
O evento, designado AT2024tvd, revelou os sinais de rádio de evolução mais rápida alguma vez observados neste tipo de catástrofe cósmica. A descoberta, liderada por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, representa um grande avanço na compreensão da forma como buracos negros massivos se podem esconder em locais inesperados do Universo.
Os eventos de perturbação de marés ocorrem quando uma estrela se aventura demasiado perto de um buraco negro massivo e é despedaçada pelas imensas forças gravitacionais do buraco negro. Embora estes eventos ocorram tipicamente nos centros das galáxias onde residem buracos negros supermassivos, AT2024tvd foi descoberto a cerca de 0,8 kiloparsecs (cerca de 2.600 anos-luz) de distância do centro da sua galáxia hospedeira.
A campanha de monitoramento na frequência rádio, que incluiu comprimentos de onda do centímetro ao milímetro, revelou características sem precedentes. O evento mostrou duas erupções rádio distintas com escalas de tempo de evolução muito superiores a tudo o que foi observado anteriormente em eventos de perturbação de marés.
A primeira erupção subiu pelo menos tão rápido quanto t9 (onde t é o tempo desde a descoberta óptica) e declinou como t6, enquanto a segunda erupção exibiu um aumento inicial de t18 e declínio de t12. A emissão rádio de AT2024tvd evolui tão rapidamente que se destaca mesmo entre os eventos cósmicos mais extremos conhecidos.
A descoberta utilizou uma extensa rede de radiotelescópios, incluindo o VLA (Very Large Array) e o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), o AMI-LA (Arcminute Microkelvin Imager Large Array), o ATA (Allen Telescope Array) e o SMA (Submillimeter Array). Esta abordagem multitelescópica permitiu seguir a evolução do evento através de uma vasta gama de frequências de rádio durante aproximadamente 300 dias. A investigação sugere que a rápida evolução rádio resulta de pelo menos um, e possivelmente dois, fluxos lançados significativamente após a perturbação estelar inicial.
A análise da equipe indica que estes fluxos foram provavelmente lançados 80 e 170 dias após a descoberta óptica, desafiando os modelos tradicionais de como se desenrolam os eventos de perturbação de marés. A única razão pela qual foi possível detectar este buraco negro errante é porque ele dilacerou uma estrela e produziu estes sinais de rádio incrivelmente brilhantes.
A posição não nuclear deste evento de perturbação de maré fornece informações cruciais sobre a população de buracos negros massivos que podem estar vagando pelas galáxias ou a retrair-se de interações passadas. As teorias atuais sugerem que tais buracos negros podem resultar de interações de buracos negros triplos ou ser remanescentes de fusões de galáxias.
A sofisticada análise marca também a primeira vez que tanto a absorção livre-livre como o arrefecimento por Compton inverso foram considerados em conjunto na modelação da emissão de rádio de um evento de perturbação de maré, fornecendo novas ferramentas para compreender estes eventos extremos.
Com os próximos levantamentos do céu, poderemos descobrir que estes eventos de perturbação de marés não nucleares são mais comuns do que pensávamos. A pesquisa também revelou uma potencial ligação entre o lançamento de fluxos emissores de rádio e alterações na emissão de raios X do evento, sugerindo uma ligação a processos de acreção em torno do buraco negro. O AT2024tvd foi inicialmente descoberto pelo ZTF (Zwicky Transient Facility) no dia 25 de agosto de 2024, em comprimentos de onda ópticos, antes de observações de seguimento revelarem o seu brilho no rádio e a sua natureza não nuclear.
Os resultados foram publicados no periódico The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: National Radio Astronomy Observatory