01/12/2022 - 0:33
Um flash incrivelmente brilhante que apareceu no céu noturno em fevereiro foi o resultado de uma estrela que se aproximou muito de um buraco negro supermassivo, encontrando seu fim prematuro lá quando foi feito em pedaços.
Mas o raro evento cósmico realmente ocorreu a 8,5 bilhões de anos-luz de distância da Terra, quando o universo tinha apenas um terço de sua idade atual – e criou mais perguntas do que respostas.
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O sinal da explosão luminosa, conhecida como AT 2022cmc, foi captado pela primeira vez pelo Zwicky Transient Facility no Observatório Palomar do Instituto de Tecnologia da Califórnia em 11 de fevereiro.
Quando uma estrela é dilacerada pelas forças gravitacionais de maré de um buraco negro, isso é conhecido como um evento de ruptura de maré. Os astrônomos já observaram tais eventos violentos antes, mas AT 2022cmc é mais brilhante do que qualquer outro descoberto anteriormente. É também o mais distante já observado.
Luzes brilhantes
Os astrônomos acreditam que quando o buraco negro engoliu a estrela, ele liberou uma enorme quantidade de energia e enviou um jato de material riscando o espaço próximo à velocidade da luz.
É provável que o AT 2022cmc tenha aparecido tão brilhante em nosso céu porque o jato estava apontado diretamente para a Terra, criando o que é conhecido como efeito “Doppler-boosting”.
A descoberta pode revelar mais sobre o crescimento de buracos negros supermassivos, bem como como eles comem as estrelas. Dois estudos separados detalhando o evento foram publicados nas revistas Nature Astronomy e Nature na quarta-feira.
Normalmente, as explosões de raios gama, os poderosos jatos de raios-X liberados quando estrelas massivas colapsam, explicam os flashes mais brilhantes no céu noturno.
“Explosões de raios gama são os suspeitos habituais para eventos como este”, disse o coautor do estudo da Nature Astronomy, Dr. Benjamin Gompertz, que liderou a análise de comparação de explosão de raios gama para o artigo, em um comunicado.
“No entanto, por mais brilhantes que sejam, há uma quantidade limitada de luz que uma estrela em colapso pode produzir. Como o AT 2022cmc era tão brilhante e durou tanto tempo, sabíamos que algo verdadeiramente gigantesco deveria estar alimentando-o – um buraco negro supermassivo”, disse Gompertz, professor assistente da Universidade de Birmingham, no Reino Unido.
Os astrônomos usaram a Estrela de Nêutrons Interior Composition ExploreR, ou NICER, um telescópio de raios X na Estação Espacial Internacional, para analisar o sinal.
Os pesquisadores determinaram que o AT 2022cmc era “100 vezes mais poderoso do que o mais poderoso pós-brilho de raios gama” registrado anteriormente, de acordo com Dheeraj Pasham, principal autor do estudo do artigo Nature Astronomy e cientista pesquisador do Instituto de Tecnologia de Massachusetts Kavli Institute for Astrofísica e Pesquisa Espacial.
Primeiro, a estrela foi rasgada em pedaços, depois pedaços dela foram puxados para o disco giratório orbitando o ponto sem retorno do buraco negro.
Os raios-X extremos liberados pelo evento foram criados quando a estrela fragmentada girou em um redemoinho de detritos ao cair no buraco negro.
Um evento raro
A Zwicky Transient Facility é uma das maiores usadas para estudar o universo e espionar eventos cósmicos incomuns.
Depois de detectar o sinal pela primeira vez, várias dezenas de outros telescópios terrestres e espaciais se concentraram no AT 2022cmc, fornecendo uma visão incrivelmente detalhada do raro evento.
O Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul no Chile ajudou a determinar sua distância da Terra, enquanto o Telescópio Espacial Hubble capturou a luz infravermelha e visível liberada pelo evento. O Karl G. Jansky Very Large Array de telescópios no Novo México captou ondas de rádio.
Apenas cerca de 1% dos eventos de perturbação das marés resultam em jatos relativísticos (ou feixes que se movem perto da velocidade da luz) que lançam plasma e radiação dos pólos de um buraco negro em rotação.
“A última vez que os cientistas descobriram um desses jatos foi há mais de uma década”, disse Michael Coughlin, professor assistente de astronomia na Universidade de Minnesota Twin Cities e coautor principal do estudo do artigo da Nature, em um comunicado.
Os astrônomos ainda não entendem por que alguns eventos de perturbação das marés criam esses jatos, enquanto outros não – mas é possível que o buraco negro precise girar particularmente rápido para criar um jato em primeiro lugar.
Observar mais eventos como esse pode revelar como os buracos negros lançam jatos tão poderosos pelo espaço, de acordo com os pesquisadores.
“A astronomia está mudando rapidamente”, disse Igor Andreoni, um associado de pós-doutorado no departamento de astronomia da Universidade de Maryland, College Park, e co-autor principal do estudo do artigo da Nature, em um comunicado. “Os cientistas podem usar AT 2022cmc como um modelo para o que procurar e encontrar mais eventos disruptivos de buracos negros distantes.”
