Astrônomos veem um enorme buraco negro despertar em tempo real

No final de 2019, a anteriormente normal galáxia SDSS1335+0728 de repente começou a brilhar mais forte do que nunca. Para compreender porquê, os astrónomos usaram dados de vários observatórios espaciais e terrestres, incluindo o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul (VLT do ESO), para monitorizar como o brilho da galáxia variou. Num estudo publicado hoje, concluem que estão a testemunhar mudanças nunca antes vistas numa galáxia – provavelmente o resultado do súbito despertar do enorme buraco negro no seu núcleo.

No final de 2019, a galáxia SDSS1335+0728 de repente começou a brilhar mais do que nunca e foi classificada como tendo um núcleo galáctico ativo, alimentado por um enorme buraco negro no núcleo da galáxia. Esta é a primeira vez que o despertar de um buraco negro massivo foi observado em tempo real. Esta impressão artística mostra o disco crescente de matéria que é puxado pelo buraco negro à medida que se alimenta do gás disponível na sua vizinhança, fazendo com que a galáxia se ilumine. Crédito: ESO/M. Kornmesser

 “ Imagine que você observa uma galáxia distante há anos e ela sempre pareceu calma e inativa ”, diz Paula Sánchez Sáez, astrônoma do ESO na Alemanha e autora principal do estudo aceito para publicação na revista Astronomy & Astrophysics. “De repente, seu [núcleo] começa a mostrar mudanças dramáticas no brilho, diferentemente de qualquer evento típico que vimos antes.

” Foi isto o que aconteceu com SDSS1335+0728, que é agora classificado como tendo um “núcleo galáctico ativo” (AGN) — uma região compacta e brilhante alimentada por um buraco negro massivo — depois de ter aumentado dramaticamente o seu brilho em dezembro de 2019.

Alguns fenómenos, como explosões de supernovas ou eventos de perturbação de marés – quando uma estrela se aproxima demasiado de um buraco negro e é despedaçada – podem fazer com que as galáxias se iluminem subitamente. Mas essas variações de brilho normalmente duram apenas algumas dezenas ou, no máximo, algumas centenas de dias.

SDSS1335+0728 ainda está ficando mais brilhante hoje, mais de quatro anos depois de ter sido visto pela primeira vez “ligando”. Além disso, as variações detectadas na galáxia, que está localizada a 300 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Virgem, são diferentes de todas as vistas antes, apontando os astrónomos para uma explicação diferente.

A equipe tentou compreender estas variações de brilho utilizando uma combinação de dados de arquivo e novas observações de diversas instalações, incluindo o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. Comparando os dados obtidos antes e depois de dezembro de 2019, descobriram que o SDSS1335+0728 está agora a irradiar muito mais luz nos comprimentos de onda ultravioleta, óptico e infravermelho.

A galáxia também começou a emitir raios X em fevereiro de 2024. “Este comportamento não tem precedentes”, diz Sánchez Sáez, que também é afiliado ao Instituto Millennium de Astrofísica (MAS), no Chile.

“ A opção mais tangível para explicar este fenômeno é que estamos vendo como o [núcleo] da galáxia está começando a mostrar (...) atividade ”, diz a coautora Lorena Hernández García, do MAS e da Universidade de Valparaíso em Chile. “ Se assim for, esta seria a primeira vez que vemos a ativação de um buraco negro massivo em tempo real. ” 

Buracos negros massivos – com massas superiores a cem mil vezes a do nosso Sol – existem no centro da maioria das galáxias, incluindo a Via Láctea. “ Esses monstros gigantes geralmente estão dormindo e não são diretamente visíveis ”, explica o coautor Claudio Ricci, da Universidade Diego Portales, também no Chile. “ No caso do SDSS1335+0728, pudemos observar o despertar do buraco negro massivo, [que] de repente começou a banquetear-se com o gás disponível no seu entorno, tornando-se muito brilhante. ”

“ [Este] processo (...) nunca foi observado antes ”, diz Hernández García. Estudos anteriores relataram que galáxias inativas se tornaram ativas após vários anos, mas esta é a primeira vez que o processo em si — o despertar do buraco negro — foi observado em tempo real.

Ricci, que também é afiliado ao Instituto Kavli de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Pequim, na China, acrescenta: “ Isso é algo que poderia acontecer também com o nosso próprio Sgr A*, o enorme buraco negro (...) localizado no centro da nossa galáxia ", mas não está claro qual a probabilidade de isso acontecer.

Observações de acompanhamento ainda são necessárias para descartar explicações alternativas. Outra possibilidade é que estejamos a assistir a um evento de perturbação das marés anormalmente lento, ou mesmo a um fenómeno novo. Se for de facto um evento de perturbação das marés, este seria o evento mais longo e mais fraco alguma vez observado.

“ Independentemente da natureza das variações, [esta galáxia] fornece informações valiosas sobre como os buracos negros crescem e evoluem ”, diz Sánchez Sáez. “ Esperamos que instrumentos como o [MUSE no VLT ou os do próximo Extremely Large Telescope (ELT)] sejam fundamentais para a compreensão [porque é que a galáxia está a brilhar ].” 

Fonte: Eso.org