Novo tipo de supernova é detectado quando um buraco negro provoca explosão de uma estrela

Os astrônomos observaram o resultado calamitoso de uma estrela que escolheu o parceiro de dança errado. Eles documentaram o que parece ser um novo tipo de supernova, como são conhecidas as explosões estelares, que ocorreu quando uma estrela maciça tentou engolir um buraco negro com o qual havia se envolvido em um longo pas de deux.

Concepção artística mostra uma estrela maciça sendo esticada pelas forças gravitacionais de um buraco negro próximo antes da explosão de uma supernova Melissa Weiss/Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA)/Divulgação via REUTERS © Thomson Reuters 

A estrela, que tinha pelo menos 10 vezes a massa do nosso Sol, e o buraco negro, que tinha uma massa semelhante, estavam gravitacionalmente ligados um ao outro no que é chamado de sistema binário. Mas, à medida que a distância que os separava diminuía gradualmente, a imensa força gravitacional do buraco negro parece ter distorcido a estrela -- esticando-a para fora de sua forma esférica -- e sugado material antes de causar sua explosão.

"Pegamos uma estrela maciça presa em um tango fatal com um buraco negro", disse o astrofísico Alexander Gagliano, do Instituto de IA e Interações Fundamentais da Fundação Nacional de Ciências dos EUA, localizado no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, coautor do estudo publicado esta semana no Astrophysical Journal.

"Depois de perder massa durante anos em uma espiral de morte com o buraco negro, a estrela maciça chegou ao seu final com uma explosão. Ela liberou mais energia em um segundo do que o Sol em toda a sua vida", acrescentou Gagliano.

A explosão ocorreu a cerca de 700 milhões de anos-luz da Terra. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, ou seja, 9,5 trilhões de quilômetros.

"As forças gravitacionais dos dois objetos eram de fato semelhantes porque achamos que eles tinham massas semelhantes. Mas a estrela era muito maior e, por isso, estava no processo de engolir o buraco negro à medida que o buraco negro retirava material de dentro dela. A estrela era grande, mas inchada, e o buraco negro era pequeno, mas poderoso. No final, o buraco negro venceu", disse Gagliano.

Os pesquisadores não têm certeza do mecanismo exato que causou a supernova.

"Não está claro se a distorção desencadeia uma instabilidade que leva ao colapso da estrela e, em seguida, o material estelar restante é rapidamente consumido pelo buraco negro, ou se o buraco negro puxa completamente a estrela antes que ela se transforme em supernova", disse o astrofísico da Universidade de Harvard e principal autor do estudo, Ashley Villar.

"A estrela foi puxada e transformada pelo buraco negro de maneiras complexas", acrescentou Villar.

O sistema binário começou com duas estrelas maciças orbitando uma a outra como companheiras cósmicas. Mas uma das duas estrelas chegou ao fim de seu ciclo de vida natural e explodiu em uma supernova, e seu núcleo entrou em colapso para formar um buraco negro, um objeto extraordinariamente denso com gravidade tão forte que nem mesmo a luz pode escapar.

"Esse evento revela que algumas supernovas podem ser desencadeadas por buracos negros que as acompanham, o que nos dá novas percepções sobre como algumas estrelas terminam suas vidas", disse Villar.

As estrelas que têm pelo menos oito vezes a massa do Sol parecem destinadas a terminar suas vidas com uma supernova. Aquelas com massa pelo menos 20 vezes maior que a do Sol formarão um buraco negro após a explosão.

Um algoritmo de inteligência artificial projetado para procurar explosões incomuns no cosmos em tempo real detectou primeiro o início da explosão, fornecendo um alerta que permitiu que os astrônomos realizassem observações imediatamente. Quando a explosão foi concluída, ela já havia sido observada por vários telescópios terrestres e espaciais.

"Nosso algoritmo de IA nos permitiu lançar um estudo observacional abrangente com antecedência suficiente para realmente ver o quadro completo pela primeira vez", disse Gagliano.

As observações da estrela que datam de quatro anos antes da supernova revelaram emissões brilhantes que os astrônomos acreditam terem sido causadas quando o buraco negro engoliu o material sugado da estrela. Por exemplo, a camada externa de hidrogênio da estrela parece ter sido arrancada, expondo a camada de hélio abaixo.

Os pesquisadores observaram emissões brilhantes na sequência da explosão, à medida que o buraco negro consumia os restos de detritos estelares. No final, o buraco negro se tornou mais maciço e mais poderoso.

Sistemas que agrupam duas ou mais companheiras são bastante comuns. Alguns desses múltiplos têm um buraco negro como um dos companheiros.

"Nossa conclusão é que o destino das estrelas é incrivelmente impactado por sua companheira -- ou companheiras -- na vida. Esse evento nos dá uma janela empolgante para a forma como os buracos negros podem afetar drasticamente a morte de estrelas maciças", disse Gagliano.

Msn.com