Em outubro de 2019, um neutrino de alta energia atingiu a Antártica. O neutrino, que era extremamente difícil de detectar, despertou o interesse dos astrônomos: o que poderia gerar uma partícula tão poderosa?
Os pesquisadores rastrearam o neutrino até um buraco negro supermassivo que acabara de se rasgar e engolir uma estrela. Conhecido como evento de interrupção da maré (TDE), o AT2019dsg ocorreu apenas alguns meses antes – em abril de 2019 – na mesma região do céu de onde o neutrino tinha vindo. O evento monstruosamente violento deve ter sido a fonte da poderosa partícula, disseram os astrônomos.
Mas uma nova pesquisa lança dúvidas sobre essa afirmação.
Em estudo publicado este mês no Astrophysical Journal, pesquisadores do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian e Northwestern University, apresentam extensas novas observações de rádio e dados no AT2019dsg, permitindo que a equipe calcule a energia emitida pelo evento. As descobertas mostram que o AT2019dsg não gerou nada perto da energia necessária para o neutrino; na verdade, o que ele vomitou foi bastante “normal”, conclui a equipe.
Os buracos negros são comedores confusos
Embora possa parecer contra-intuitivo, os buracos negros nem sempre engolem tudo ao seu alcance.
“Os buracos negros não são como aspiradores de pó”, diz Yvette Cendes, pós-doutoranda no Centro de Astrofísica que liderou o estudo.
Quando uma estrela vagueia muito perto de um buraco negro, as forças gravitacionais começam a esticar, ou espaguetificar, a estrela, explica Cendes. Eventualmente, o material alongado gira em torno do buraco negro e aquece, criando um flash no céu que os astrônomos podem detectar a milhões de anos-luz de distância.
“Mas quando há muito material, os buracos negros não podem comer tudo suavemente de uma vez”, diz Kate Alexander, co-autora do estudo e pós-doutoranda na Northwestern University que chama os buracos negros de ‘comedores bagunceiros’. “Parte do gás é expelido de volta durante esse processo – como quando os bebês comem, parte da comida acaba no chão ou nas paredes.”
Essas sobras são atiradas de volta ao espaço na forma de um fluxo de saída, ou jato – que, se poderoso o suficiente, poderia teoricamente gerar uma partícula subatômica conhecida como neutrino.
Uma fonte improvável de neutrinos
Usando o Very Large Array no Novo México e o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile, a equipe foi capaz de observar AT2019dsg, a cerca de 750 milhões de anos-luz de distância, por mais de 500 dias depois que o buraco negro começou a consumir a estrela . As extensas observações de rádio tornam o AT2019dsg o TDE mais bem estudado até hoje e revelaram que o brilho do rádio atingiu seu pico cerca de 200 dias após o início do evento.
De acordo com os dados, a quantidade total de energia na saída foi equivalente à energia irradiada pelo Sol ao longo de 30 milhões de anos. Embora isso possa parecer impressionante, o poderoso neutrino detectado em 1º de outubro de 2019 exigiria uma fonte 1.000 vezes mais energética.
“Em vez de ver o jato brilhante de material necessário para isso, vemos um fluxo de material de rádio mais fraco”, explica Alexander. “Em vez de uma poderosa mangueira de incêndio, vemos um vento suave.”
Cendes acrescenta: “Se esse neutrino de alguma forma veio do AT2019dsg, isso levanta a questão: por que não avistamos neutrinos associados a supernovas a esta distância ou mais perto? Eles são muito mais comuns e têm as mesmas velocidades de energia.”
A equipe conclui que é improvável que o neutrino tenha vindo deste TDE em particular. Se assim fosse, porém, os astrônomos estão longe de compreender os TDEs e como eles lançam neutrinos.
“Provavelmente vamos dar uma olhada neste aqui novamente”, diz Cendes, que acredita que ainda há muito a aprender. “Este buraco negro em particular ainda está se alimentando.”
O TDE AT2019dsg foi descoberto pela primeira vez em 9 de abril de 2019 pela Zwicky Transient Facility no sul da Califórnia. O neutrino, conhecido como IceCube-191001A, foi detectado pelo Observatório de Neutrinos IceCube no Pólo Sul seis meses depois.
Publicado em 15/10/2021 09h25
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