Um satélite da NASA que procurava espaço para novos planetas deu aos astrônomos um vislumbre inesperado de um buraco negro rasgando uma estrela em pedaços.
É um dos olhares mais detalhados até agora para o fenômeno, chamado de evento de perturbação das marés (ou TDE), e o primeiro do satélite de pesquisa de trânsito em exoplaneta da NASA (mais comumente chamado TESS).
O marco foi alcançado com a ajuda de uma rede mundial de telescópios robóticos com sede na Universidade Estadual de Ohio chamada ASAS-SN (Pesquisa Automatizada no Céu para Supernovas). Astrônomos dos Observatórios Carnegie, Ohio State e outros publicaram suas descobertas hoje no The Astrophysical Journal.
“Temos monitorado de perto as regiões do céu em que o TESS está observando com nossos telescópios ASAS-SN, mas tivemos muita sorte com esse evento, pois o trecho do céu em que o TESS está observando continuamente é pequeno, e nisso aconteceu de ser um dos TDEs mais brilhantes que já vimos “, disse Patrick Vallely, co-autor do estudo e bolsista de pesquisa de pós-graduação da National Science Foundation no Estado de Ohio. “Devido à rápida descoberta do ASAS-SN e aos incríveis dados do TESS, pudemos ver esse TDE muito mais cedo do que os outros – isso nos dá uma nova visão sobre como os TDEs se formam”.
Eventos de perturbação das marés acontecem quando uma estrela se aproxima demais de um buraco negro. Dependendo de vários fatores, incluindo o tamanho da estrela, o tamanho do buraco negro e a proximidade da estrela com o buraco negro, o buraco negro pode absorver a estrela ou separá-la em um longo espaguete vertente.
“Os dados do TESS permitem ver exatamente quando esse evento destrutivo, chamado ASASSN-19bt, começou a ficar mais brilhante, o que nunca fomos capazes de fazer antes”, disse Thomas Holoien, membro do Carnegie nos Observatórios Carnegie em Pasadena, Califórnia, que ganhou seu Ph.D. no estado de Ohio. “Como descobrimos rapidamente a perturbação das marés com o ASAS-SN, conseguimos disparar observações de acompanhamento de vários comprimentos de onda nos primeiros dias. Os dados iniciais serão incrivelmente úteis para modelar a física dessas explosões”.
O ASAS-SN foi o primeiro sistema a ver que um buraco negro estava rasgando uma estrela. Holoien estava trabalhando no Observatório Las Campanas, no Chile, em 29 de janeiro de 2019, quando recebeu um alerta de um dos telescópios robóticos da ASAS-SN na África do Sul. Holoien treinou dois telescópios Las Campanas no evento de rompimento das marés e depois solicitou observações de acompanhamento de outros telescópios ao redor do mundo.
O TESS já estava monitorando a parte exata do céu onde o telescópio ASAS-SN descobriu o evento de rompimento das marés. Não foi apenas boa sorte o alinhamento dos telescópios e dos satélites – após o lançamento do TESS em julho de 2018, a equipe por trás do ASAS-SN dedicou mais tempo do telescópio ASAS-SN às partes do céu que o TESS estava observando.
Quando uma estrela se aproxima muito de um buraco negro, marés intensas a separam em um fluxo de gás. A cauda do córrego escapa do sistema, enquanto o restante gira de volta, cercando o buraco negro com um disco de detritos. Este vídeo inclui imagens de um evento de perturbação das marés chamado ASASSN-19bt, realizado pelas missões Transess Exoplanet Survey Satellite (TESS) e Swift da NASA, além de uma animação mostrando como o evento se desenrolou. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA
Mas foi uma sorte que o evento de rompimento das marés tenha acontecido nas linhas de visão dos sistemas, disse Chris Kochanek, professor de astronomia no Estado de Ohio.
As perturbações das marés são raras, ocorrendo uma vez a cada 10.000 a 100.000 anos em uma galáxia do tamanho da Via Láctea. As supernovas, em comparação, acontecem a cada 100 anos ou mais. Os cientistas observaram cerca de 40 eventos de perturbação das marés ao longo da história (o ASAS-SN ocorre alguns por ano). Os eventos são raros, disse Kochanek, principalmente porque as estrelas precisam estar muito próximas de um buraco negro – a uma distância da Terra do nosso próprio sol – para criar um.
“Imagine que você está de pé em cima de um arranha-céu no centro da cidade, deixa cair uma bola de gude e tenta fazer com que ela desça por um buraco em uma tampa de bueiro”, disse ele. “É mais difícil que isso.”
E como o ASAS-SN capturou o evento de rompimento das marés mais cedo, Holoien conseguiu preparar telescópios adicionais no evento, capturando uma aparência mais detalhada do que seria possível antes. Os astrônomos podiam então olhar para os dados do TESS – que, por serem de um satélite no espaço, não estavam disponíveis até algumas semanas após o evento – para ver se podiam identificar o evento na preparação. Os dados do TESS significavam que eles podiam ver sinais do evento de perturbação das marés nos dados cerca de 10 dias antes do ocorrido.
“Os primeiros dados do TESS nos permitem ver a luz muito perto do buraco negro, muito mais perto do que pudemos ver antes”, disse Vallely. “Eles também nos mostram que o aumento do brilho do ASASSN-19bt foi muito suave, o que nos ajuda a dizer que o evento foi uma perturbação das marés e não outro tipo de explosão, como no centro de uma galáxia ou de uma supernova”.
A equipe de Holoien usou dados UV do Observatório Neil Gehrels Swift da NASA – o mais antigo já visto de uma perturbação das marés – para determinar que a temperatura caiu cerca de 50%, de cerca de 71.500 a 35.500 graus Fahrenheit (40.000 a 20.000 graus Celsius), durante alguns anos. dias. É a primeira vez que uma diminuição tão precoce da temperatura já foi vista em uma perturbação das marés, embora algumas teorias o tenham previsto, disse Holoien.
O mais típico para esses tipos de eventos foi o baixo nível de emissão de raios-X observado por Swift. Os cientistas não entendem completamente por que as perturbações das marés produzem tanta emissão de UV e tão poucos raios-X.
Os astrônomos pensam que o buraco negro supermassivo que gerou o ASASSN-19bt pesa cerca de 6 milhões de vezes a massa do sol. Ela fica no centro de uma galáxia chamada 2MASX J07001137-6602251, localizada a cerca de 375 milhões de anos-luz de distância na constelação de Volans. A estrela destruída pode ter sido semelhante em tamanho ao nosso sol.
Publicado em 29/09/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-09-lucky-scientists-black-hole-shredding.html
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