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ASTRÓNOMOS FAZEM NOVAS DESCOBERTAS SOBRE EVENTOS DE DESTRUIÇÃO DE ESTRELAS
26 de fevereiro de 2021

 


Impressão de artista de um evento de perturbação de marés - uma estrela sendo dilacerada pela poderosa gravidade de um buraco negro supermassivo. O material da estrela espirala para um disco giratório em torno do buraco negro, e um jato de partículas é expelido.
Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

 

Os buracos negros milhões ou milhares de milhões de vezes mais massivos do que o Sol escondem-se nos núcleos de grandes galáxias e podem ter efeitos profundos nos seus arredores. Um dos mais emocionantes desses efeitos ocorre quando uma estrela se aventura demasiado perto de um buraco negro e é vítima da poderosa atração gravitacional daquele monstro. A estrela é dilacerada pelas forças das marés num processo denominado "esparguetificação".

Quando isso acontece, parte do material da estrela é puxado para um disco que orbita o buraco negro, aquecendo rapidamente e lançando jatos de partículas velozes para fora em duas direções opostas. Isto produz uma explosão que pode ser observada com uma variedade de telescópios, incluindo instrumentos de rádio, óticos, ultravioletas e de raios-X.

Ao longo das últimas duas décadas, os astrónomos viram uma série de explosões que eles concluíram serem ou eventos de perturbação de marés ou candidatos a tais eventos. Em 2018, os astrónomos usaram o VLBA (Very Long Baseline Array) da NSF (National Science Foundation) para obter imagens diretas da formação e da expansão de um jato oriundo de um evento de perturbação de marés.

A edição de 22 de fevereiro da revista Nature Astronomy inclui trabalhos sobre observações de dois eventos de perturbação de marés diferentes, cada um dos quais acrescenta ao nosso conhecimento sobre estes fenómenos, mas também levanta novas questões para os cientistas abordarem. O VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) da NSF foi usado para estudar ambos os eventos, ocorrendo em 2015 e 2019, respetivamente.

Um destes eventos de destruição estelar é o primeiro conhecido a produzir um neutrino altamente energético - uma partícula subatómica elusiva que se move quase à velocidade da luz. O outro é o primeiro visto a emitir surtos de ondas de rádio muito depois do evento inicial. Ambas as descobertas estão a forçar os astrónomos a repensar as suas explicações para alguns dos processos envolvidos nos eventos de perturbação de marés.

O evento de perturbação de marés, produtor do neutrino, tem o nome AT2019dsg e foi descoberto no dia 9 de abril de 2019 pelo ZTF (Zwicky Transient Facility), um telescópio ótico robótico no Observatório Palomar, situado no estado norte-americano da Califórnia. Os astrónomos posteriormente observaram-no com o VLA, com o Observatório Neil Gehrels Swift da NASA e com o XMM-Newton da ESA. Eles descobriram que ocorreu numa galáxia chamada 2MASX J20570298+1412165, a mais de 690 milhões de anos-luz da Terra, na direção da constelação de Golfinho.

No dia 1 de outubro de 2019, o Observatório de Neutrinos IceCube da NSF, na Antártica, detetou um neutrino altamente energético que veio da mesma região do céu do que o evento de perturbação de marés de abril. Os neutrinos estão espalhados por todo o Universo, mas são extremamente difíceis de detetar porque muito raramente interagem com outra matéria. De facto, este é apenas o segundo neutrino altamente energético a ser ligado a um objeto fora da nossa Galáxia, a Via Láctea. A deteção foi surpreendente porque os astrónomos esperavam que, caso os eventos de perturbação de marés produzissem tais neutrinos, isso aconteceria relativamente pouco tempo depois do início do evento.

"Os astrofísicos há muito que teorizam que as perturbações de marés podem produzir neutrinos altamente energéticos, mas esta é a primeira vez que realmente conseguimos ligá-los a evidências observacionais," disse Robert Stein, estudante de doutoramento no DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron), em Zeuthen, Alemanha e da Universidade Humboldt em Berlim. "Mas parece que este evento específico, chamado AT2019dsg, não gerou o neutrino quando ou como esperávamos. Isto está a ajudar-nos a entender melhor como estes fenómenos funcionam."

O outro evento de perturbação de marés, ASASSN-15oi, foi descoberto em comprimentos de onda visíveis pelo ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for SuperNovae) no dia 14 de agosto de 2015, numa galáxia a mais de 700 milhões de anos-luz da Terra. Os astrónomos começaram a observá-lo com o VLA oito dias após a sua descoberta, esperando detetar a emissão de rádio nos estágios iniciais do evento. Ao invés, não viram nenhuma emissão de rádio do objeto até seis meses depois, em fevereiro de 2016.

Além disso, souberam posteriormente que o levantamento do céu em andamento pelo VLA observou a região em julho de 2019 e encontraram evidências de outro surto de rádio, quase quatro anos após o evento inicial. Os astrónomos chamaram as duas explosões atrasadas de um "novo fenómeno intrigante nos eventos de perturbação de marés."

"Explosões com tais atrasos não tinham sido observadas antes. Adicionalmente, estes surtos atrasados exibem propriedades peculiares atualmente não suportadas pelas teorias de emissão de rádio dos eventos de perturbação de marés," disse Assaf Horesh, da Universidade Hebraica de Jerusalém.

Em ambos os casos, os cientistas esperam estudar futuros eventos de perturbação de marés em busca de pistas que possam ajudar a resolver os novos mistérios que o seu trabalho revelou. Estes eventos dramáticos são um excelente exemplo de como podemos avançar a nossa compreensão do Universo por meio da astronomia multimensageira - estudos que usam radiação eletromagnética (luz visível, ondas de rádio, ultravioleta, etc.), partículas como neutrinos e até ondas gravitacionais - ondulações no espaço-tempo - para aprender como os objetos cósmicos funcionam.

 

 


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Após a dilaceração da estrela pelo buraco negro, cerca de metade dos detritos estelares foram expulsos para o espaço, como visto nesta impressão de artista, enquanto a outra metade formou um disco de acreção brilhante em torno do buraco negro. O sistema brilhou em diversos comprimentos de onda e pensa-se ter produzido fluxos energéticos, parecidos a jatos, perpendiculares ao disco de acreção. Um "motor" central poderoso, perto do disco de acreção, expeliu estas partículas subatómicas velozes.
Crédito: DESY, Science Communication Lab


// NRAO (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Leiden (comunicado de imprensa)
// Universidade Estatal do Arizona (comunicado de imprensa)
// Artigo científico #1 (Nature Astronomy)
// Artigo científico #2 (Nature Astronomy)
// Swift liga neutrino a buraco negro destruidor de estrelas (NASA Goddard via YouTube)

Saiba mais

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science alert

Buracos negros:
Wikipedia
Buraco negro supermassivo (Wikipedia)

Eventos de perturbação de marés:
Wikipedia

Neutrino:
Wikipedia

VLBA:
NRAO
Wikipedia

VLA:
Página oficial
NRAO
Wikipedia

ZTF:
Caltech
ipac
Wikipedia

Telescópio Swift:
NASA
Wikipedia

Observatório de Neutrinos IceCube:
NRAO
Wikipedia

ASAS-SN:
Página oficial (Universidade Estatal do Ohio) 
Wikipedia

 
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