Astrônomos Observam Erupção Distante Quando um Buraco Negro Destrói Estrela

Por Ned Oliveira

Pela primeira vez, os astrônomos observam diretamente a formação e expansão de um jato, de material ejetado quando a poderosa gravidade de um buraco negro supermassivo despedaçou uma estrela que se aproximou muito do monstro cósmico.

Os cientistas acompanharam o evento com telescópios de rádio e infravermelho, incluindo o Very Long Baseline Array (VLBA) da National Science Foundation, em um par de galáxias em colisão chamado Arp 299, a cerca de 150 milhões de anos-luz da Terra.

No centro de uma das galáxias, um buraco negro 20 milhões de vezes mais massivo que o Sol despedaçou uma estrela mais que o dobro da massa do Sol, desencadeando os eventos que revelaram detalhes importantes do encontro violento.

Apenas um pequeno número dessas mortes estelares, chamadas de eventos de ruptura das marés, ou TDEs, foram detectados, embora que os cientistas acreditem que podem ser uma ocorrência mais comum.

Os teóricos sugeriram que o material retirado da estrela condenada forma um disco giratório ao redor do buraco negro, emitindo raios-X intensos e luz visível , e também lança jatos de material para fora dos pólos do disco quase à velocidade da luz.

A primeira indicação veio em 30 de janeiro de 2005, quando astrônomos usando o telescópio William Herschel, nas Ilhas Canárias, descobriram uma explosão brilhante de emissão infravermelha vinda do núcleo de uma das galáxias em colisão no Arp 299. Em 17 de julho de 2005, o VLBA revelou uma nova e distinta fonte de emissão de rádio do mesmo local.

Os pesquisadores usaram o Telescópio Óptico Nórdico nas Ilhas Canárias e o telescópio espacial Spitzer da NASA para acompanhar a emissão infravermelha do objeto.

Observações contínuas com o VLBA, a Rede Europeia VLBI (EVN) e outros radiotelescópios, realizados em quase uma década, mostraram a fonte de emissão de rádio se expandindo em uma direção, exatamente como esperado para um jato. A expansão medida indicou que o material no jato se movia a uma média de um quarto da velocidade da luz. Felizmente, as ondas de rádio não são absorvidas no núcleo da galáxia, mas encontram seu caminho através dela para alcançar a Terra.

Essas observações usaram múltiplas antenas de telescópios, separadas por milhares de quilômetros, para obter o poder de resolução, ou capacidade de ver detalhes, necessários para detectar a expansão de um objeto tão distante. A paciência, com coleta de dados durante anos, recompensou os cientistas com a evidência de um jato.

A maioria das galáxias tem buracos negros supermassivos , contendo milhões a bilhões de vezes a massa do Sol, em seus núcleos.

Em um buraco negro, a massa é tão concentrada e sua atração gravitacional é tão forte que nem a luz consegue escapar. Quando esses buracos negros supermassivos estão ativamente atraindo material do ambiente, esse material forma um disco giratório ao redor do buraco negro e jatos super rápidos de partículas são lançados para fora. Este é o fenômeno visto em galáxias de rádio e quasares.

Tais eventos podem ter sido mais comuns no Universo distante, portanto, estudá-los pode ajudar os cientistas a entender o ambiente no qual as galáxias se desenvolveram bilhões de anos atrás.

Os cientistas disseram que a descoberta, foi uma surpresa. A explosão de infravermelho inicial foi descoberta como parte de um projeto que procurava detectar explosões de supernova em pares de galáxias em colisão.

O Arp 299 viu inúmeras explosões estelares e foi apelidado de “fábrica de supernovas”. Este novo objeto foi originalmente considerado uma explosão de supernova. Somente em 2011, seis anos após a descoberta, a porção de emissão de rádio começou a mostrar um alongamento.
Monitoramento subsequente mostrou a expansão crescendo, confirmando que o que os cientistas estão vendo é um jato, não uma supernova.

Seppo Mattila, da Universidade de Turku, na Finlândia e Miguel Perez-Torres, do Instituto Astrofísico da Andaluzia, em Granada, na Espanha, lideraram uma equipe de 36 cientistas de 26 instituições em todo o mundo nas observações do Arp 299. Eles publicaram suas descobertas na edição on-line de 14 de junho de 2018 da revista Science.

A imagem acima é uma concepção artística de um evento de ruptura das marés (TDE) que acontece quando uma estrela passa fatalmente perto de um buraco negro supermassivo, que reage com o lançamento de um jato relativistico.

Crédito: Sophia Dagnello, NRAO / AUI / NSF; NASA, STScI

Fonte: https://phys.org/news/2018-06-astronomers-distant-eruption-black-hole.html

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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