Buraco negro destrói estrela e dispara jato

Os astrônomos assistiram ao crescimento de um jato abastecido por uma estrela desfiada.

A concepção deste artista mostra uma estrela sendo despedaçada pela poderosa gravidade de um buraco negro supermassivo, criando o disco brilhante e o jato que vemos como um evento de ruptura das marés . Sophia Dagnello / NRAO / AUI / NSF

Quando as estrelas se aproximam demais de um buraco negro supermassivo, elas entram em um território perigoso. O quão perto "perto demais" é depende do buraco negro, mas para um que é 10 milhões de vezes a massa do Sol, qualquer estrela se aventurando mais perto do que uma unidade astronômica é feita para: O buraco negro irá rasgar a estrela. Rasgado em pedaços, metade da estrela vai zunindo, enquanto a outra metade forma um disco de gás quente ao redor de seu destróier . Esse gás aquece e brilha, aparecendo nos nossos telescópios como um clarão de longa duração.

Os astrônomos detectaram algumas dúzias desses eventos de ruptura das marés (TDEs) , geralmente em comprimentos de onda ópticos, ultravioleta ou de raios X. Às vezes - talvez 10% do tempo - os TDEs vêm com jatos, feixes de plasma alimentados pelos recém-formados discos de gás. Pelo menos, é isso que os observadores inferem com base na emissão que veem; A luz dos mais bem estudados dos TDEs disparou cerca de 4 bilhões de anos para chegar até nós, longe demais para os astrônomos verem o jato em si.

Em 14 de junho, na Science , Seppo Mattila (da Universidade de Turku, na Finlândia) e seus colegas disseram que agora fizeram exatamente isso, vendo com sucesso um jato de estrela triturada nascer e crescer mais de uma década.

A equipe tropeçou no evento enquanto procurava por supernovas. Os pesquisadores estavam estudando o acúmulo galáctico Arp 299 (também conhecido como NGC 3690), duas gloriosas galáxias espirais colidindo a cerca de 140 milhões de anos-luz de distância. A fusão em curso está levando o gás para as regiões centrais das galáxias, construindo um disco de acreção brilhante ao redor do buraco negro na galáxia ocidental e desencadeando a criação de inúmeras estrelas, muitas das quais são enormes o suficiente para serem supernovas.

Ao longo de uma década, os astrônomos observaram a região emissora de rádio no núcleo ocidental do Arp 299 se estender. Expansão indica jato de partículas se movendo para fora. (Clique para jogar) S. Mattila e M. Perez-Torres et al. / Bill Saxton (NRAO / AUI / NSF)

Mattila e seus colegas descobriram uma erupção infravermelha em janeiro de 2005 no núcleo da galáxia ocidental, perto do buraco negro ativo. Em julho, uma fonte de rádio compacta se juntou a ele. Enquanto a equipe observava a próxima década com vários instrumentos baseados no solo e no espaço, essa fonte de rádio cresceu e se esticou em uma sequência irregular. Inicialmente, o material no jato movia-se quase à velocidade da luz e depois diminuía rapidamente para meros 22% da velocidade da luz, enquanto corria para o gás e a poeira ao redor.

Por si só, a existência do jato não significa que o surto seja um TDE, adverte Suvi Gezari (Universidade de Maryland). Buracos negros ativos são notoriamente variáveis, queimando inesperadamente. Mas este evento, chamado Arp 299-B AT1, tem um grande ponto a seu favor: o ângulo do jato. Um grande donut de gás empoeirado envolve o buraco negro, e vemos este toróide do lado. Qualquer jato alimentado por ele seria orientado de cima para baixo a partir de nossa perspectiva, como um pólo preso através de um tubo interno.

Mas o jato do Arp 299-B AT1 aponta para nós, inclinado apenas cerca de 25 ° a 35 ° da nossa linha de visão. Isso é feito facilmente com uma estrela quebrada. Uma estrela pode disparar em direção ao buraco negro em qualquer ângulo, e o disco de gás criado por sua destruição pode contornar o buraco negro e lançar um jato desalinhado com o disco original que alimenta o buraco negro.

“É uma demonstração muito boa de que se tratava de uma estrela, em vez de um pouco incomum”, diz Andrew Levan (Universidade de Warwick, Reino Unido), que, como Gezari, passou anos trabalhando em TDEs, mas não estava envolvido no estudo atual. .

O Arp 299-B AT1 é extraordinariamente normal nos comprimentos de onda ópticos e de raios-X. Parece haver um monte de gás e poeira entre o TDE e nós, bloqueando e absorvendo essa radiação e, eventualmente, reemitindo-a no infravermelho. Muitos núcleos de galáxias, incluindo os nossos, estão repletos de poeira, e ser capaz de detectar um desses eventos por detrás de tanta poeira poderia limpar o caminho para encontrá-los em galáxias, onde já sentimos falta deles, explica Levan.

Com base no brilho intrínseco do evento e na quantidade de energia que a equipe pensa em aquecer a poeira ao redor, os pesquisadores estimam que foi a morte de uma estrela entre 2 e 7 massas solares e desencadeou mil vezes mais radiação do que um colapso padrão. Super Nova.

Que maneira dramática de morrer.

Fonte: http://www.skyandtelescope.com