O momento raramente visto em que um buraco negro pega e devora uma estrela foi visto ainda mais próximo.
Em uma galáxia chamada NGC 7392 localizada a apenas 137 milhões de anos-luz de distância, um quarto da distância do recorde anterior, os astrônomos capturaram o grito de luz quando um buraco negro supermassivo primeiro se separou e depois engoliu uma estrela.
Além disso, é o primeiro evento desse tipo capturado em luz não convencional. Em vez de radiação óptica ou X, o evento, chamado WTP14adbjsh, foi visto como uma explosão infravermelha brilhante.
A descoberta sugere que pode haver eventos de ruptura de maré (TDEs) por aí que estamos perdendo, simplesmente porque não estamos olhando para a parte certa do espectro eletromagnético. E isso pode resolver um curioso quebra-cabeça sobre os TDEs que detectamos até o momento.
“Encontrar esse TDE próximo significa que, estatisticamente, deve haver uma grande população desses eventos que os métodos tradicionais não enxergavam”, diz o astrofísico Christos Panagiotou, do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT.
“Portanto, devemos tentar encontrá-los no infravermelho se quisermos uma imagem completa dos buracos negros e suas galáxias hospedeiras”.
Os buracos negros, se não estiverem acumulando material ativamente, são difíceis de detectar. Eles são tão densos que o espaço-tempo se curva ao seu redor, criando uma armadilha gravitacional da qual nem mesmo a luz pode escapar. Isso os torna efetivamente invisíveis para nossos instrumentos sensíveis à luz, os olhos com os quais exploramos o cosmos.
Mas um buraco negro ativo é um comedor confuso. Os violentos processos de acreção no regime gravitacional extremo ao seu redor geram quantidades incríveis de luz. Qualquer estrela que se aproxime demais será primeiro distorcida e depois separada pela força de maré da interação gravitacional, antes de cair no buraco negro como uma chuva de detritos.
Aqui na Terra, podemos ver isso como uma explosão brilhante e um desbotamento gradual da luz à medida que a estrela entra em erupção e depois morre, geralmente mais forte e detectada pela primeira vez em raios-X e luz óptica.
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O WTP14adbjsh, por outro lado, não fez ping em nenhum dos telescópios configurados para detectar raios-X e explosões ópticas que geralmente são os sinais indicadores de um TDE.
Em vez disso, Panagiotou e seus colegas o encontraram em dados de arquivo coletados pela espaçonave NEOWISE em 2014 e 2015, um telescópio espacial infravermelho que escaneia os céus em busca de asteróides e cometas no Sistema Solar.
“Nós pudemos ver que não havia nada a princípio”, diz Panagiotou. “Então, de repente, no final de 2014, a fonte ficou mais brilhante e em 2015 atingiu uma alta luminosidade, depois começou a voltar à sua quiescência anterior.”
Olhando através de outros dados daquela região do céu no momento do surto coletados pelos levantamentos MAXI (raios-X) e ASAS-SN (óptico), mostrou que WTP14adbjsh não era visível nesses comprimentos de onda.
No entanto, a forma como a luz brilhou e desapareceu foi exatamente consistente com a evolução de um TDE, em torno de um buraco negro supermassivo com cerca de 30 milhões de vezes a massa do Sol.
E é aqui que as coisas ficam realmente interessantes.
A maioria dos TDEs detectados até agora foram encontrados em um tipo de galáxia relativamente raro. Estas são galáxias mais antigas e calmas que não têm muito gás e poeira no espaço entre as estrelas.
Eles também não têm muita formação estelar; uma espécie de galáxias ‘goldilocks’, entre as galáxias formadoras de estrelas que estão empoeiradas e bastante ocupadas com a formação estelar, e as galáxias quiescentes que parecem ter terminado com todo esse negócio de formação estelar e estão felizes apenas vagando pacificamente pelo espaço.
Se esperamos que os TDEs ocorram em qualquer lugar, são as galáxias formadoras de estrelas, que são as mais numerosas do Universo. Isso ocorre porque espera-se que as estrelas que eles estão produzindo forneçam bastante material para um buraco negro interromper as marés.
No entanto, encontramos relativamente poucos TDEs em galáxias desse tipo, apesar de sua preponderância.
WTP14adbjsh sugere um motivo. Galáxias formadoras de estrelas têm muita poeira obscurecendo seus centros. Os raios X e a luz óptica não seriam capazes de penetrar nessa poeira. Mas a luz infravermelha, com seus comprimentos de onda mais longos, não espalha as partículas de poeira da mesma forma que os comprimentos de onda mais curtos. Ele pode viajar direto, em grande parte sem impedimentos.
Portanto, não é que os TDEs prefiram galáxias hospedeiras que não tenham poeira; é que não os procuramos em galáxias hospedeiras empoeiradas usando as ferramentas certas. Isso significa que pode haver todo um novo e ousado Universo de estrelas desmembradas gritando em luz infravermelha, apenas esperando que as encontremos.
“O fato de que as pesquisas ópticas e de raios-X perderam este TDE luminoso em nosso próprio quintal é muito esclarecedor e demonstra que essas pesquisas estão apenas nos dando um censo parcial da população total de TDEs”, diz o astrônomo Suvi Gezari do Telescópio Espacial Science Institute, que não participou da pesquisa.
“O uso de pesquisas de infravermelho para capturar o eco de poeira de TDEs obscurecidos já nos mostrou que existe uma população de TDEs em galáxias empoeiradas e formadoras de estrelas que estamos perdendo”.
Publicado em 06/05/2023 11h41
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