O Observatório de Raios X Chandra da NASA, e outros telescópios, identificaram um buraco negro supermassivo que despedaçou uma estrela e está agora a usar esses destroços estelares para esmagar ou outra estrela ou um buraco negro mais pequeno. Esta investigação ajuda a ligar dois mistérios cósmicos e fornece informações sobre o ambiente em torno de alguns dos maiores tipos de buracos negros.
Esta ilustração artística mostra um disco de material (vermelho, laranja e amarelo) que foi criado depois de um buraco negro supermassivo (à direita) ter despedaçado uma estrela através de intensas forças de maré. Ao longo de alguns anos, este disco expandiu-se até se cruzar com outro objeto - ou uma estrela ou um pequeno buraco negro - que também está em órbita à volta do buraco negro gigante. Cada vez que este objeto embate no disco, emite um surto de raios X detetado pelo Chandra. A inserção mostra os dados do Chandra (a roxo) e uma imagem ótica da fonte pelo Pan-STARRS (a vermelho, verde e azul).
Em 2019, um telescópio ótico no estado norte-americano da Califórnia observou uma explosão de luz que os astrónomos classificaram mais tarde como um "evento de perturbação de marés" (com a sigla inglesa "TDEs", "tidal disruption events"). Trata-se de casos em que os buracos negros destroem estrelas, se se aproximarem demasiado, através das suas poderosas forças de maré. Os astrónomos deram a este TDE o nome de AT2019qiz.
Entretanto, os cientistas estavam também a seguir casos de outro tipo de fenómenos cósmicos observados ocasionalmente em todo o Universo. Tratavam-se de breves e regulares explosões de raios X que ocorriam perto de buracos negros supermassivos. Os astrónomos chamaram a estes eventos "erupções quase periódicas" (com a sigla inglesa "QPEs", "quasi-periodic eruptions").
Este último estudo dá aos cientistas evidências de que os TDEs e as QPEs estão provavelmente ligados. Os investigadores pensam que as QPEs surgem quando um objeto se esmaga no disco deixado para trás após o TDE. Embora possam existir outras explicações, os autores do estudo propõem que esta é a fonte de pelo menos algumas QPEs.
Em 2023, os astrónomos usaram o Chandra e o Hubble para estudar simultaneamente os detritos deixados para trás após o fim da perturbação de marés. Os dados do Chandra foram obtidos durante três observações diferentes, cada uma separada por cerca de 4 a 5 horas. A exposição total de cerca de 14 horas de tempo, pelo Chandra, revelou apenas um sinal fraco na primeira e na última observação, mas um sinal muito forte na observação do meio.
A partir daí, os investigadores usaram o NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) da NASA para observar frequentemente AT2019qiz em busca de explosões repetidas de raios X. Os dados do NICER mostraram que AT2019qiz entra em erupção aproximadamente a cada 48 horas. Observações do Observatório Neil Gehrels Swift da NASA e do telescópio AstroSat da Índia cimentaram a descoberta.
Os dados ultravioletas do Hubble, obtidos ao mesmo tempo que as observações do Chandra, permitiram aos cientistas determinar o tamanho do disco à volta do buraco negro supermassivo. Descobriram que o disco se tinha tornado suficientemente grande para que, se algum objeto estivesse a orbitar o buraco negro e demorasse cerca de uma semana ou menos a completar uma órbita, colidisse com o disco e causasse erupções.
Este resultado tem implicações na procura por mais erupções quase periódicas associadas a perturbações de marés. A descoberta de mais destas erupções permitiria aos astrónomos medir a prevalência e as distâncias de objetos em órbitas próximas de buracos negros supermassivos. Alguns deles podem ser excelentes alvos para os futuros observatórios de ondas gravitacionais que estão planeados.
O artigo que descreve estes resultados aparece na edição de 9 de outubro de 2024 da revista Nature.
// NASA (comunicado de imprensa)
// Chandra/Harvard (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature)
// Artigo científico (arXiv.org)
Quer saber mais?
CCVAlg - Astronomia:
13/10/2020 - Morte por esparguetificação: telescópios do ESO observam os últimos momentos de uma estrela a ser devorada por um buraco negro
AT2019qiz:
Transient Name Server
Wikipedia
Buraco negro supermassivo:
Wikipedia
Evento de perturbação de marés ou TDE - "Tidal disruption event" (Wikipedia)
Observatório de raios X Chandra:
NASA
Universidade de Harvard
Wikipedia
Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA
ESA
Hubblesite
STScI
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST
Wikipedia
NICER (Neutron Star Interior Composition ExploreR):
NASA
Wikipedia
Observatório Neil Gehrels Swift:
NASA
Wikipedia
AstroSat:
ISRO
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