MORTE POR ESPARGUETIFICAÇÃO: TELESCÓPIOS DO ESO OBSERVAM OS ÚLTIMOS MOMENTOS DE UMA ESTRELA A SER DEVORADA POR UM BURACO NEGRO 13 de outubro de 2020
Esta ilustração mostra uma estrela (em primeiro plano) a sofrer um fenómeno chamado esparguetificação, à medida que é sugada por um buraco negro supermassivo (ao fundo) durante um "evento de perturbação de marés". Num novo estudo, levado a cabo com o auxílio do VLT (Very Large Telescope) e do NTT (New Technology Telescope), ambos do ESO, uma equipa de astrónomos descobriu que, quando devora uma estrela, um buraco negro pode lançar uma enorme quantidade de material para o exterior.
Crédito: ESO/M. Kornmesser
Com o auxílio de telescópios do ESO e de outras organizações de todo o mundo, os astrónomos observaram uma explosão luminosa rara de uma estrela a ser desfeita por um buraco negro supermassivo. Este fenómeno, conhecido por evento de perturbação de marés, trata-se do mais próximo de nós registado até à data, situado a apenas pouco mais de 215 milhões de anos-luz de distância da Terra, e foi estudado com um detalhe sem precedentes. Este trabalho de investigação foi publicado ontem na revista da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
"A ideia de que um buraco negro 'suga' uma estrela próxima parece saída da ficção científica. Mas é exatamente o que acontece num evento de perturbação de marés," diz Matt Nicholl, professor e investigador da Sociedade Real Astronómica britânica na Universidade de Birmingham, Reino Unido, e autor principal deste novo estudo. Estes eventos de perturbação de marés, onde a estrela é sujeita ao algo chamado "esparguetificação" quando está a ser sugada pelo buraco negro, são raros e nem sempre fáceis de estudar. A equipa de investigadores utilizou o VLT (Very Large Telescope) e o NTT (New Technology Telescope), ambos do ESO, para observar um clarão de luz registado o ano passado perto de um buraco negro supermassivo, de modo a investigar com detalhe o que acontece quando uma estrela é devorada por um tal monstro.
Na teoria, os astrónomos sabem o que deve acontecer. "Quando uma estrela infeliz se aproxima demasiado de um buraco negro supermassivo situado no centro de uma galáxia, a extrema atração gravitacional exercida pelo buraco negro desfaz a estrela em finas correntes de matéria," explica Thomas Wevers, autor do estudo e bolseiro do ESO em Santiago do Chile, que estava a trabalhar no Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge, Reino Unido, quando levou a cabo este trabalho. Quando alguns destes fios finos de material estelar caem no buraco negro durante o processo de esparguetificação, liberta-se um clarão brilhante de energia que pode ser detetado pelos astrónomos.
Apesar de brilhante e forte, até agora os astrónomos tinham tido dificuldade em investigar este clarão de luz, devido ao facto deste se encontrar frequentemente obscurecido por uma "cortina" de poeira e restos de material. Mas agora os astrónomos conseguiram finalmente obter pistas sobre a origem desta cortina.
"Descobrimos que, quando devora uma estrela, um buraco negro pode lançar uma quantidade de material para o exterior, obstruindo-nos assim a visão," explica Samantha Oates, também da Universidade de Birmingham. Isto ocorre porque a energia libertada, quando o buraco negro "come" o material estelar, faz com que os restos da estrela sejam lançados para o exterior.
Esta descoberta foi possível porque o evento de perturbação de marés que a equipa estudou, AT2019qiz, foi descoberto pouco tempo depois da estrela ter sido desfeita. "Como apanhámos o evento cedo, pudemos ver a cortina de poeira e restos a ser criada à medida que o buraco negro lançava para o exterior uma poderosa corrente de matéria com velocidades de até cerca de 10000 km/s," diz Kate Alexander, bolseira Einstein da NASA na Universidade Northwestern, EUA. "Este 'espreitar por detrás da cortina' bastante único proporcionou-nos a primeira oportunidade de localizar a origem do material ocultante e seguir em tempo real como é que engolfa o buraco negro."
A equipa observou AT2019qiz, situado numa galáxia em espiral na constelação de Erídano, durante um período de 6 meses, vendo o clarão luminoso aumentar de intensidade e depois desvanecer. "Vários rastreios do céu registaram a energia emitida por este novo evento de perturbação de marés muito cedo após a estrela se ter desfeito," diz Wevers. "Começámos imediatamente a apontar um conjunto de telescópios, tanto terrestres como espaciais, nessa direção para vermos como é que a luz estava a ser produzida."
Foram feitas observações múltiplas do evento durante os meses seguintes em infraestruturas que incluiram o X-shooter e o EFOSC2, instrumentos potentes montados no VLT e no NTT, situados no Chile. Observações imediatas e extensas no ultravioleta, ótico, raios-X e ondas rádio revelaram, pela primeira vez, uma ligação direta entre o material que é arrancado à estrela e o clarão brilhante que é emitido quando esta é devorada pelo buraco negro. "As observações mostraram que a estrela tinha aproximadamente a mesma massa do nosso Sol e que perdeu cerca de metade dessa massa para o buraco negro gigante, o qual apresenta mais de um milhão de vezes a massa da estrela," diz Nicholl, que é também investigador visitante na Universidade de Edinburgh, no Reino Unido.
Este trabalho ajuda-nos a compreender melhor os buracos negros supermassivos e como é que a matéria se comporta em ambientes de gravidade extrema. A equipa diz que AT2019qiz pode até ser uma "pedra da Rosetta" para interpretar observações futuras de eventos de perturbação de marés. O ELT (Extremely Large Telescope) do ESO, previsto para começar a observar em meados desta década, permitirá a deteção destes eventos cada vez mais ténues e rápidos, ajudando assim a desvendar mais mistérios da física dos buracos negros.
