Astrônomos fazem detecção mais distante de buraco negro engolindo estrela

No início deste ano, o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul (VLT do ESO) foi alertado depois de uma fonte invulgar de luz visível ter sido detectada por um telescópio de rastreio. 

Concepção artística ilustra como é que uma estrela que se aproxima demais de um buraco negro fica 'espremida' pela enorme atração gravitacional deste objeto. Algum do material estelar é puxado e gira em torno do buraco negro, formando o disco da imagem ESO/M.Kornmesser 

O VLT, juntamente com outros telescópios, foi rapidamente reposicionado em direção à fonte: um buraco negro supermassivo numa galáxia distante que tinha devorado uma estrela, expelindo as sobras num jato.  O VLT determinou que era o exemplo mais distante de tal evento já observado. Como o jato está apontando quase para nós, esta também é a primeira vez que ele foi descoberto com luz visível, fornecendo uma nova maneira de detectar esses eventos extremos. 

Estrelas que vagam muito perto de um buraco negro são dilaceradas pelas incríveis forças demarédo buraco negro no que é conhecido como um evento de ruptura de maré (TDE). Aproximadamente 1% deles fazem com que jatos de plasma e radiação sejam ejetados dos polos do buraco negro em rotação. Em1971, o pioneiro dos buracos negros John Wheeler[1] introduziu o conceito de TDEs jateados como "um tubo de pasta de dente agarrado firmemente em torno de seu meio", fazendo com que o sistema "esguichasse matéria de ambas as extremidades". 

"Vimos apenas um punhado desses TDEs a jato e eles permanecem eventos muito exóticos e mal compreendidos", diz Nial Tanvir, da Universidade de Leicester, no Reino Unido, que liderou as observações para determinar a distância do objeto com o VLT. Os astrônomos estão, portanto, constantemente à procura desses eventos extremos para entender como os jatos são realmente criados e por que uma fração tão pequena de TDEs os produz. 

Como parte desta missão, muitos telescópios, incluindo o Zwicky Transient Facility (ZTF), nos EUA, examinam repetidamente o céu em busca de sinais deeventos de curta duração, muitas vezes extremos,que poderiam então ser estudados com muito mais detalhe por telescópios como oVLTdo ESO no Chile.

"Desenvolvemos um pipeline de dados de código aberto para armazenar e extrair informações importantes da pesquisa da ZTF e nos alertar sobre eventos atípicos em tempo real", explica Igor Andreoni, astrônomo da Universidade de Maryland, nos EUA, que co-liderou o artigo publicado hoje naNaturejunto com Michael Coughlin, da Universidade de Minnesota. 

Em fevereiro deste ano, a ZTF detectou uma nova fonte de luz visível. O evento, chamado AT2022cmc, foi uma reminiscência de umaexplosão de raios gama - a fonte de luz mais poderosa do Universo. A perspectiva de testemunhar esse fenômeno raro levou os astrônomos a acionar vários telescópios de todo o mundo para observar a fonte misteriosa com mais detalhes. 

Isto incluiu o VLT do ESO, que rapidamente observou este novo evento com o instrumentoX-shooter. Os dados do VLT colocaram a fonte a uma distância sem precedentes para estes eventos: a luz produzida a partir do AT2022cmc começou a sua viagem quando o universo tinha cerca de um terço da sua idade atual. 

Uma grande variedade de luz, de raios gama de alta energia a ondas de rádio, foi coletada por 21 telescópios em todo o mundo. A equipe comparou esses dados com diferentes tipos de eventos conhecidos, de estrelas em colapso aquilonovas. Mas o único cenário que correspondia aos dados era um raro TDE a jato apontando para nós. 

Giorgos Leloudas, astrônomo da DTU Space na Dinamarca e coautor deste estudo, explica que "como o jato relativístico está apontando para nós, ele torna o evento muito mais brilhante do que pareceria de outra forma, e visível em uma extensão mais ampla do espectro eletromagnético. A medição da distância do VLT descobriu que o AT2022cmc é o TDE mais distante que já foi descoberto, mas este não é o único aspecto recordista deste objeto.

 "Até agora, o pequeno número de TDEs a jato que são conhecidos foram inicialmente detectados usando telescópios de raios gama e raios-X de alta energia, mas esta foi a primeira descoberta de um durante uma pesquisa óptica", diz Daniel Perley, astrônomo da Liverpool John Moores University, no Reino Unido, e coautor do estudo. Isso demonstra uma nova maneira de detectar TDEs a jato, permitindo um estudo mais aprofundado desses eventos raros e sondando os ambientes extremos que cercam os buracos negros.

Fonte: ESO