Buraco negro devora uma estrela décadas atrás, passa despercebido até agora

 Concepção artística de um evento de ruptura das marés (TDE), uma estrela sendo destruída pela poderosa gravidade de um buraco negro supermassivo. O material da estrela espirala em um disco girando ao redor do buraco negro, e um jato de partículas é ejetado.Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

Cada galáxia, incluindo a nossa Via Láctea, tem em seu centro um enorme buraco negro cuja gravidade influencia as estrelas ao seu redor. Geralmente, as estrelas orbitam em torno do buraco negro sem incidentes, mas às vezes uma estrela vaga um pouco perto demais, e o buraco negro "faz uma refeição" da estrela em um processo que os astrofísicos chamam de espaguetificação. 

“A gravidade ao redor do buraco negro destruirá essas estrelas azaradas, fazendo com que elas sejam espremidas em fluxos finos e caiam no buraco negro”, diz Vikram Ravi , professor assistente de astronomia no Caltech. "Este é um processo realmente confuso. As estrelas não vão em silêncio!" 

À medida que as estrelas são devoradas, seus restos giram em torno do buraco negro e brilham com luz de diferentes frequências, que os telescópios podem detectar. Em alguns casos, os restos estelares são expelidos em jatos poderosos que brilham com ondas de luz de radiofrequência. 

Ravi e sua equipe, incluindo dois estudantes de pós-graduação da Caltech, descobriram agora o que parece ser um desses eventos de buraco negro comendo uma estrela - também conhecidos como eventos de ruptura de maré, ou TDEs - usando observações de arquivo feitas por radiotelescópios . Dos cerca de 100 TDEs que foram descobertos até hoje, este é apenas o segundo candidato a ser encontrado usando ondas de rádio. O primeiro foi descoberto em 2020 por Marin Anderson (MS '14, PhD '19), um bolsista de pós-doutorado no JPL, que é gerenciado pelo Caltech para a NASA. 

"Os TDEs são descobertos principalmente em luz óptica e de raios-X, mas esses métodos podem estar faltando alguns TDEs, como aqueles enterrados na poeira", diz Ravi, principal autor de um novo relatório sobre as descobertas aceitas para publicação no The Astrophysical Diário . "Este estudo demonstra o poder das pesquisas de rádio para descobrir TDEs." 

O mesmo TDE recém-descoberto também foi descoberto por astrônomos da Universidade de Toronto, então os cientistas se uniram para publicar suas descobertas em conjunto. 

"Uma quantidade sem precedentes de observações de rádio está se tornando disponível, nos posicionando para descobrir muito mais fontes como esta", diz a coautora Hannah Dykaar, da Universidade de Toronto. “Curiosamente, nenhum dos candidatos descobertos por rádio foi encontrado no tipo de galáxia mais popular para TDEs. o universo." 

O novo evento TDE, chamado J1533+2727, foi notado pela primeira vez pela equipe de Ravi depois que dois estagiários do ensino médio de Cambridge, Massachusetts – Ginevra Zaccagnini e Jackson Codd – escanearam décadas de dados de rádio capturados pelo Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO) Karl G .Jansky Very Large Array (VLA) no Novo México. Os alunos trabalharam com Ravi de 2018 a 2019 enquanto ele fazia pós-doutorado na Universidade de Harvard. Ao comparar observações de rádio feitas com anos de intervalo, eles descobriram que um objeto, J1533 + 2727, era bastante brilhante em meados da década de 1990, mas desapareceu drasticamente em 2017. 

Como detetives descobrindo novas pistas em um caso histórico, eles então vasculharam os arquivos do telescópio Green Bank de 300 pés do NRAO e descobriram que o mesmo objeto era ainda mais brilhante em 1986 e 1987 (o telescópio Green Bank entrou em colapso em 1988). Desde seu pico de brilho em meados da década de 1980, J1533 + 2727 desapareceu por um fator de 500. 

Somando todas as evidências, incluindo novas observações do VLA, os cientistas pensam que o novo TDE ocorreu quando um buraco negro supermassivo no coração de uma galáxia a 500 milhões de anos-luz de distância esmagou uma estrela e expeliu um jato de rádio viajando a quase 500 milhões de anos-luz de distância. A velocidade da luz. Três outros TDEs foram associados a esses chamados jatos relativísticos até agora, mas eles foram encontrados em galáxias mais de 10 vezes mais distantes. 

"Esta é a primeira descoberta de um candidato TDE relativístico no universo relativamente próximo, mostrando que esses TDEs radio-brilhantes podem ser mais comuns do que pensávamos antes", diz Ravi.

 Os TDEs tornaram-se uma ferramenta valiosa para estudar buracos negros massivos. Eles foram teorizados pela primeira vez na década de 1980 e finalmente detectados pela primeira vez na década de 1990. Agora que mais de 100 foram encontrados, os eventos se tornaram um novo meio para estudar os acontecimentos ocultos dos buracos negros. 

O estudante de pós-graduação da Caltech, Jean Somalwar, um novo membro do grupo de Ravi que não é autor do estudo atual, espera capturar mais TDEs radio-brilhantes com o VLA. Ela e sua equipe publicaram recentemente um desses candidatos , que é um TDE ou uma explosão misteriosa de um buraco negro supermassivo ativo. Além disso, ela está usando dados do Zwicky Transient Facility , ou ZTF, no Observatório Palomar da Caltech para descobrir mais TDEs opticamente brilhantes (ZTF, que varre o céu noturno a cada duas noites em luz visível, já descobriu mais de 15 desses eventos) . 

“TDEs basicamente direcionam lanternas para essas regiões extremas nos centros de galáxias que de outra forma não poderíamos ver”, diz Somalwar. "Eles se tornaram ferramentas muito poderosas nos últimos anos." 

Somalwar e Ravi apresentaram esses resultados virtualmente em 10 de janeiro de 2022, na 239ª reunião da American Astronomical Society.

Fonte: caltech.edu