Cientistas flagram buraco negro faminto arrastando o tecido do espaço-tempo

Há fenômenos cósmicos que são barulhentos, mas não necessariamente informativos: explosões podem ser espetaculares e, ainda assim, ambíguas. O que chama atenção no evento AT2020afhd é o oposto: um comportamento repetitivo e coerente, como um metrônomo astrofísico. 

 A arte conceitual retrata o disco de acreção em torno de um buraco negro, destacando que a zona interna do disco sofre precessão. Crédito: ESA/ATG medialab.

Nesse caso, a equipe identificou mudanças rítmicas em raios X e em rádio que sugerem uma oscilação conjunta do disco de acreção e do jato, repetindo em torno de 20 dias. Um ritmo assim ajuda a separar “clima” de “mecânica”: em vez de turbulência aleatória, aparece uma dinâmica com assinatura própria.

Quem pensa em buraco negro como “aspirador cósmico” perde metade da história. A acreção real é desordenada, e parte do material pode ser expelida, não engolida, o que transforma esses sistemas em laboratórios naturais para gravidade, plasma e campos magnéticos, tudo ao mesmo tempo.

Quando o espaço-tempo pega carona no giro

A explicação física por trás do balanço tem raízes diretas na relatividade geral. Albert Einstein, em 1915, descreveu gravidade como geometria do espaço e do tempo, e não como uma força invisível de contato.

Em 1918, Josef Lense e Hans Thirring colocaram um tempero adicional nessa geometria: se o objeto massivo estiver girando, ele pode produzir um tipo de “arrasto” que faz o espaço-tempo vizinho se comportar como algo parcialmente puxado junto. No jargão, isso vira precessão de Lense-Thirring quando o disco inclinado “varre” orientações ao longo do tempo.

É útil lembrar que essa não é uma ideia só de quadro-negro. Experimentos e missões tentaram medir efeitos de frame dragging perto da Terra, como o Gravity Probe B, que reportou resultados finais para o componente de arrasto com incertezas significativamente maiores do que para o efeito geodésico, mostrando como o sinal é sutil em ambientes menos extremos.

O caso AT2020afhd visto em dois “sabores” de luz

O que aconteceu no AT2020afhd foi um tipo de tragédia orbital: uma estrela passou perto demais e foi despedaçada pelas forças de maré do buraco negro, formando um disco de restos estelares ao redor do centro. Em português claro, é espaguetificação, só que sem o prato no final.

Para rastrear a oscilação, a equipe combinou dados do Neil Gehrels Swift Observatory, que observa fenômenos transientes e opera em múltiplas bandas (incluindo raios X), com observações de rádio do Karl G. Jansky Very Large Array, um interferômetro de referência para radioastronomia. Essa mistura de instrumentos evita que a conclusão dependa de um único tipo de medida. 

Cosimo Inserra, pesquisador da Cardiff University, descreveu o resultado como uma evidência especialmente convincente da precessão e como uma forma de aprender mais sobre eventos de ruptura por maré e sobre a física de acreção. No fundo, é como se o sistema tivesse revelado, sem querer, o ângulo e o compasso da própria dança.

Jatos, bagunça e uma pista sobre o “motor” oculto

Quando um buraco negro está se alimentando, ele não é um gourmet discreto: parte do gás pode ser redirecionada e lançada em estruturas colimadas, os jatos de plasma que podem atingir velocidades relativísticas. A origem detalhada desses jatos ainda é tema de pesquisa, mas a presença de campos magnéticos e a rotação do sistema são peças quase sempre presentes.

O estudo foi publicado em Science Advances , e um ponto metodológico relevante é que a coprecessão disco-jato pode virar um instrumento indireto para inferir parâmetros do sistema, inclusive pistas sobre o spin. Isso é valioso porque spin é uma grandeza difícil de medir e, ao mesmo tempo, crítica para entender eficiência de acreção e formação de jatos.

Como nota de “higiene científica”, este tipo de resultado também ganha força quando conversa com outras linhas: o próprio conceito de “tecido do espaço-tempo” e de arrasto de quadro já aparece em diferentes contextos astrofísicos, e agora surge em um cenário onde o relógio natural do sistema ajuda a reduzir ambiguidades.

No fim, há um contraste que me parece inevitavel: para nós, Homo sapiens, buracos negros são sinônimo de “não dá para ver”, mas os arredores deles continuam virando uma espécie de painel de controle do universo, cheio de botões que a relatividade prometeu e que a observação, aos poucos, confirma.

Hypescience.com