Um buraco negro de raios-X binário

Novas observações capturaram um buraco negro em nossa galáxia ao entrar em cena.

A impressão artística de um binário de raios-X, um sistema binário que consiste em um buraco negro acumulando matéria de uma estrela doadora. ESA / NASA / Felix Mirabel

Binários Estourando

Alguns dos buracos negros de massa estelar mais fáceis de descobrir em nossa própria galáxia são os binários de raios X: sistemas estelares binários que consistem de uma estrela em órbita com um objeto compacto como um buraco negro ou uma estrela de nêutrons. Em tal sistema, a massa é sugada pela estrela doadora, formando um disco de acreção ao redor do objeto compacto de alimentação. O material de acreção emite nos comprimentos de onda dos raios X, fornecendo a estes sistemas a sua assinatura de emissão.

Esta representação de um binário de raios X mostra o disco de acreção que envolve o buraco negro. Segundo os modelos, instabilidades neste disco de acreção podem levar ao binário a irromper. NASA / R. Hynes

Binários de raios-X vêm em dois tipos principais, dependendo do tamanho da estrela doadora: baixa massa e alta massa. Em um binário de raios X de baixa massa (LMXB), a estrela doadora tipicamente pesa menos de uma massa solar. Um tipo de LMXB, conhecido como LMXB transitório / explodindo, tem uma peculiar peculiaridade: embora muitas vezes não sejam detectadas em seu estado de acreção quieto e quieto, essas fontes exibem explosões repentinas nas quais o brilho do sistema aumenta em várias ordens de grandeza. menos de um mês.

Onde começam essas explosões de teses? O que causa a erupção repentina? O que mais podemos aprender sobre essas fontes estranhas? Embora os teóricos tenham construído modelos detalhados de LMXBs transitórios, precisamos de observações que possam confirmar nossa compreensão. Em particular, a maioria das observações captura apenas LMXBs transitórios  depois de  terem transitado para um estado de explosão. Mas um telescópio furtivo agora pegou uma fonte no processo de acordar.

Descoberta repentina

A pesquisa automatizada All-Sky para SuperNovae (ASAS-SN, pronuncia-se "assassino") examina regularmente a busca do céu por fontes transientes. Em março deste ano, descobriu um novo objeto: o ASASSN-18ey, um sistema a cerca de 10.000 anos-luz de distância, que mostra todos os sinais de ser um novo buraco negro LMXB.

A descoberta inicial do ASASSN-18ey provocou uma enxurrada de observações de acompanhamento por astrônomos em todo o mundo. A partir de 1º de outubro de 2018, a contagem atingiu mais de 360.000 observações - dando ao ASASSN-18ey o potencial de ser o mais estudado desmoronamento do buraco negro LMXB até o momento.

Em uma recente publicação liderada por Michael Tucker (Instituto de Astronomia, Universidade do Havaí), uma equipe de cientistas detalha o que sabemos sobre o ASASSN-18ey até agora, e o que ele pode nos dizer sobre como os LMXBs se comportam.

Confirmando Modelos

O que torna o ASASSN-18ey único é a sua descoberta em comprimentos de onda óptica antes do raio X. Tucker e colaboradores usam as várias observações dessa fonte para determinar que havia um atraso de ~ 7,2 dias entre os aumentos de fluxo nas curvas ópticas e de luz de raios-X.

Este atraso de uma semana nos dois aumentos de fluxo é previsto por modelos teóricos em que as explosões de LMXB surgem de uma instabilidade no disco de acreção que envolve o objeto compacto. Ser capaz de medir essa defasagem para o ASASSN-18ey até mesmo permitiu que Tucker e colaboradores determinassem precisamente  onde  no disco a instabilidade surgiu pela primeira vez: em um raio de talvez 10.000 km do buraco negro - também consistente com os modelos.

Observações adicionais do ASASSN-18ey, à medida que ele continua a evoluir, indubitavelmente lançarão mais luz sobre as transições de estado e o comportamento dos LMXBs. Enquanto isso, podemos apreciar esse olhar sorrateiro em um novo sistema LMXB de buraco negro em ascensão.

Fonte: Skyandtelescope.com