Quando os buracos negros engolem grandes quantidades de matéria do espaço ao seu redor, eles não são exatamente sutis. Eles lançam tremendos raios de raios X, gerados pelo material aquecendo a temperaturas intensas à medida que são sugados em direção ao buraco negro, tão brilhantes que podemos detectá-los da Terra.
Esse é o comportamento normal do buraco negro. O que não é normal é que as explosões de raios-X sejam lançadas com regularidade mecânica, um comportamento intrigante relatado no ano passado por um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia a 250 milhões de anos-luz de distância. A cada nove horas, bum – reflexo de raios-X.
Após um estudo cuidadoso, o astrônomo Andrew King, da Universidade de Leicester, no Reino Unido, acredita que ele identificou a causa – uma estrela morta que sofreu sua raspagem de um buraco negro, presa em uma órbita elíptica de nove horas ao seu redor. A cada passagem estreita, ou periastron, o buraco negro absorve mais do material da estrela.
“Esta anã branca está trancada em uma órbita elíptica perto do buraco negro, orbitando a cada nove horas”, explicou King.
“Na sua aproximação mais próxima, cerca de 15 vezes o raio do horizonte de eventos do buraco negro, o gás é puxado da estrela para um disco de acreção ao redor do buraco negro, liberando raios-X que as duas naves estão detectando”.
O buraco negro é o núcleo de uma galáxia chamada GSN 069, e é bem leve em relação aos buracos negros supermassivos – apenas 400.000 vezes a massa do Sol. Mesmo assim, é ativo, cercado por um disco quente de material de acumulação, alimentando e aumentando o buraco negro.
De acordo com o modelo de King, esse buraco negro estava ativo, realizando sua atividade de acréscimo ativo, quando uma estrela gigante vermelha – os estágios evolutivos finais de uma estrela parecida com o Sol – passou a chegar um pouco perto demais. O buraco negro prontamente desinvestiu a estrela de suas camadas externas, acelerando sua evolução em uma anã branca, o núcleo morto que permanece quando a estrela esgotou seu combustível nuclear (as anãs brancas brilham com calor residual, não os processos de fusão das estrelas vivas).
Mas, em vez de continuar sua jornada, a anã branca foi capturada em órbita ao redor do buraco negro e continuou a alimentá-lo.
Com base na magnitude das explosões de raios-X e em nossa compreensão das explosões produzidas pela transferência de massa dos buracos negros e na órbita da estrela, King também conseguiu restringir a massa da estrela. Ele calculou que a anã branca é cerca de 0,21 vezes a massa do Sol.
Enquanto na extremidade mais leve da balança, é uma massa bastante padrão para uma anã branca. E se assumirmos que a estrela é uma anã branca, também podemos inferir – com base em nossa compreensão de outras anãs brancas e evolução estelar – que a estrela é rica em hélio, há muito tempo sem hidrogênio.
“É notável pensar que a órbita, a massa e a composição de uma pequena estrela a 250 milhões de anos-luz de distância possam ser inferidas”, disse King.
Com base nesses parâmetros, ele também previu que a órbita da estrela oscila levemente, como um pião que perde velocidade. Essa oscilação deve se repetir a cada dois dias, e podemos até detectá-la, se observarmos o sistema por tempo suficiente.
Esse poderia ser um mecanismo pelo qual os buracos negros se tornam cada vez mais maciços ao longo do tempo. Mas precisaremos estudar mais desses sistemas para confirmá-lo, e eles podem não ser fáceis de detectar.
Por um lado, o buraco negro da GSN 069 é de menor massa, o que significa que a estrela pode viajar em uma órbita mais próxima. Para sobreviver a um buraco negro mais massivo, uma estrela teria que estar em uma órbita muito maior, o que significa que qualquer periodicidade na alimentação seria mais fácil de perder. E se a estrela se afastasse demais, o buraco negro a destruiria.
Mas o fato de alguém ter sido identificado oferece esperança de que esse não seja o único sistema disponível.
“Em termos astronômicos, esse evento é visível apenas por um curto período de tempo em nossos telescópios atuais – cerca de 2.000 anos; portanto, a menos que tenhamos uma sorte extraordinária de ter capturado este, pode haver muito mais que estamos perdendo em outras partes do Universo”. King disse.
Quanto ao futuro da estrela, bem, se nada mais mudar, a estrela permanecerá exatamente onde está, orbitando o buraco negro e continuando sendo lentamente despida por bilhões de anos. Isso fará com que cresça em tamanho e diminua em densidade – as anãs brancas são apenas um pouco maiores que a Terra – até chegar a uma massa planetária, talvez até eventualmente se transformando em um gigante gasoso.
“Vai se esforçar muito para fugir, mas não há escapatória”, disse King. “O buraco negro vai comê-lo cada vez mais devagar, mas nunca para”.
Publicado em 27/04/2020 20h36
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