Morte por espaguetificação: Telescópios do ESO registram os últimos momentos da estrela devorada por um buraco negro

Esta ilustração mostra uma estrela (em primeiro plano) sofrendo de espaguetificação ao ser sugada por um buraco negro supermassivo (ao fundo) durante um 'evento de interrupção da maré'. Em um novo estudo, feito com a ajuda do Very Large Telescope do ESO e do New Technology Telescope do ESO, uma equipe de astrônomos descobriu que quando um buraco negro devora uma estrela, ele pode lançar uma poderosa explosão de material para fora. Crédito:ESO / M. Kornmesser

Usando telescópios do European Southern Observatory (ESO) e outras organizações ao redor do mundo, os astrônomos avistaram uma rara explosão de luz de uma estrela sendo dilacerada por um buraco negro supermassivo. O fenômeno, conhecido como evento de interrupção das marés, é o mais próximo de tal erupção registrado até hoje, a pouco mais de 215 milhões de anos-luz da Terra, e foi estudado em detalhes sem precedentes. A pesquisa foi publicada hoje em Avisos Mensais da Royal Astronomical Society. 

“ A ideia de um buraco negro 'sugando' uma estrela próxima parece ficção científica. Mas isso é exatamente o que acontece em um evento de interrupção da maré ”, diz Matt Nicholl, professor e pesquisador da Royal Astronomical Society na Universidade de Birmingham, no Reino Unido, e principal autor do novo estudo. 

Mas esses eventos de interrupção de maré, onde uma estrela experimenta o que é conhecido como espaguetificação ao ser sugada por um buraco negro, são raros e nem sempre fáceis de estudar. A equipe de pesquisadores apontou o Very Large Telescope ( VLT ) do ESO e o New Technology Telescope ( NTT ) do ESO para um novo flash de luz que ocorreu no ano passado perto de um buraco negro supermassivo, para investigar em detalhes o que acontece quando uma estrela é devorada por tal um monstro. 

Os astrônomos sabem o que deveria acontecer em teoria. “ Quando uma estrela azarada vagueia muito perto de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia, a extrema atração gravitacional do buraco negro fragmenta a estrela em finos fluxos de material ” , explica o autor do estudo Thomas Wevers, bolsista do ESO em Santiago, Chile, que estava no Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, quando conduziu o trabalho. Conforme alguns dos fios finos de material estelar caem no buraco negro durante o processo de espaguetificação, uma explosão brilhante de energia é liberada, que os astrônomos podem detectar.

 Embora poderoso e brilhante, até agora os astrônomos tiveram problemas para investigar esta explosão de luz, que muitas vezes é obscurecida por uma cortina de poeira e detritos. Só agora os astrônomos foram capazes de esclarecer a origem desta cortina. 

“ Descobrimos que, quando um buraco negro devora uma estrela, ele pode lançar uma poderosa explosão de material que obstrui nossa visão ” , explica Samantha Oates, também da Universidade de Birmingham. Isso acontece porque a energia liberada conforme o buraco negro devora o material estelar impulsiona os detritos da estrela para fora. 

A descoberta foi possível porque o evento de interrupção de maré que a equipe estudou, AT2019qiz, foi encontrado pouco tempo depois que a estrela foi destruída. “ Como o pegamos cedo, pudemos realmente ver a cortina de poeira e detritos sendo desenhada enquanto o buraco negro lançava um poderoso fluxo de material com velocidades de até 10.000 km / s ” , diz Kate Alexander, bolsista Einstein da NASA na Northwestern Universidade nos EUA. “ Esta 'espiada atrás da cortina' única forneceu a primeira oportunidade de localizar a origem do material obscurecedor e acompanhar em tempo real como ele envolve o buraco negro. ” 

A equipe realizou observações de AT2019qiz, localizado em uma galáxia espiral na constelação de Eridanus, ao longo de um período de 6 meses, enquanto a chama crescia em luminosidade e depois desaparecia. “ Vários levantamentos do céu descobriram a emissão do novo evento de interrupção da maré muito rapidamente depois que a estrela foi destruída ” , diz Wevers. “Nós imediatamente apontamos um conjunto de telescópios terrestres e espaciais naquela direção para ver como a luz foi produzida.” 

Várias observações do evento foram feitas nos meses seguintes com instalações que incluíam X-shooter e EFOSC2 , instrumentos poderosos no VLT do ESO e NTT do ESO, que estão situados no Chile. As rápidas e extensas observações em ultravioleta, óptica, raios X e rádio revelaram, pela primeira vez, uma conexão direta entre o material que sai da estrela e o clarão emitido quando é devorado pelo buraco negro. 

“ As observações mostraram que a estrela tinha aproximadamente a mesma massa de nosso próprio Sol e que perdeu cerca de metade dela para o buraco negro monstro, que é mais de um milhão de vezes mais massivo ” , diz Nicholl, que também é pesquisador visitante na Universidade de Edimburgo. 

A pesquisa nos ajuda a entender melhor os buracos negros supermassivos e como a matéria se comporta nos ambientes de extrema gravidade ao seu redor. A equipe afirma que o AT2019qiz pode até atuar como uma 'pedra de Roseta' para interpretar futuras observações de eventos de interrupção das marés. 

O Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, planejado para começar a operar nesta década, permitirá aos pesquisadores detectar eventos de interrupção de maré cada vez mais fracos e de evolução mais rápida, para resolver mais mistérios da física dos buracos negros.

Fonte: ESO