Astrônomos observam repetidas interrupções de maré de uma estrela azarada

Quando uma estrela se move ao redor de um buraco negro supermassivo (SMBH) em uma órbita elíptica próxima, ela é parcialmente interrompida pela maré toda vez que atinge o pericentro, emitindo uma série de explosões luminosas, conhecidas como evento de interrupção parcial da maré (pTDE). 

Espectros de ambas as explosões de AT 2022dbl. Crédito: Lin et al. 

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) descobriu recentemente outra explosão de um TDE anterior, AT 2022dbl, e confirmou que é altamente provável que seja causada por um SMBH interrompendo repetidamente a mesma estrela, tornando-se o primeiro pTDE repetido confirmado espectroscopicamente. O trabalho deles foi publicado no The Astrophysical Journal Letters .

Quando uma estrela é interrompida por maré e acrescida por um buraco negro, ela produz uma forte explosão eletromagnética, que normalmente brilha rapidamente até seu pico em algumas dezenas de dias e então gradualmente desaparece ao longo de vários meses a anos. Nos últimos anos, alguns candidatos a TDE foram observados brilhando novamente vários anos após o evento inicial.

Eles são considerados candidatos para eventos pTDE repetidos, onde os buracos negros apenas parcialmente interrompem e agregam o material estelar a cada vez. No entanto, a confirmação de pTDE repetidos é complicada porque requer prova de que apenas uma estrela está envolvida, já que múltiplos TDE independentes também podem produzir flares semelhantes. Candidatos anteriores não têm fortes evidências observacionais além de curvas de luz e, portanto, não foram amplamente aceitos pela comunidade científica.

Na esperança de descobrir pTDEs repetidos e conduzindo observações oportunas, a equipe de pesquisa começou a se concentrar em curvas de luz de acompanhamento de TDEs conhecidos. Em janeiro de 2024, ao detectar o rebrilho de AT 2022dbl, a equipe imediatamente acionou o monitoramento fotométrico de múltiplos comprimentos de onda pelo satélite Swift e pelo Observatório Las Cumbres (LCO).

Eles também obtiveram um espectro inicial de alta qualidade do clarão repetido usando o telescópio Hale no Observatório Palomar (P200), confirmando finalmente que o clarão repetido se originou de um TDE.

Mais interessante ainda, o espectro desta explosão mostrou características de linhas de emissão indicativas de elementos de síntese nuclear superabundantes do interior da estrela, que eram surpreendentemente semelhantes aos observados na explosão anterior de AT 2022dbl, sugerindo que as erupções provavelmente se originaram de rupturas da mesma estrela.

Com base nos dados de observação, a equipe de pesquisa concluiu que essa estrela "azarada" pode ter sido puxada para fora de um binário estelar pelo buraco negro e capturada em uma órbita elíptica altamente excêntrica. Ela sofre repetidas interrupções de maré e "alimentação" cada vez que passa perto do buraco negro.

Esta pesquisa sugere que pTDEs repetidos podem não ser incomuns e que alguns TDEs convencionais descobertos anteriormente podem, na verdade, ser pTDEs repetidos, que são frequentemente negligenciados em estudos sobre TDEs ópticos. Esta descoberta é significativa para redefinir a população estatística e os processos físicos de TDEs ópticos.

Além disso, este estudo ressalta a importância do monitoramento multibanda de longo prazo e alta cadência de TDEs. Vale mencionar que TDEs são um dos principais alvos científicos do Wide Field Survey Telescope (WFST), construído em conjunto pela USTC e pelo Purple Mountain Observatory. A equipe de pesquisa espera descobrir mais eventos semelhantes usando o WFST, avançando assim nossa compreensão de TDEs.

Fonte: phys.org