Telescópios do ESO observam os últimos momentos de uma estrela a ser devorada por um buraco negro

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.

Imagem artística de uma estrela a ser desfeita por forças de maré exercidas por um buraco negro supermassivo. Foto: ESO

“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 Very Large Telescope (VLT) e o New Technology Telescope (NTT), 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. 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 detectado 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, óptico, 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. (ESO)

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