Rompimento de Estrela por um Tipo Raro de Buraco Negro

O observatório XMM-Newton da ESA descobriu o melhor candidato para um tipo muito raro e esquivo de fenômeno cósmico: um buraco negro de peso médio no processo de romper e engolir uma estrela próxima.
Existem vários tipos de buracos negros à espreita em todo o Universo: estrelas massivas criam buracos negros de massa estelar quando morrem, enquanto as galáxias abrigam buracos negros supermassivos em seus centros, com massas equivalentes a milhões ou bilhões de sóis.
Entre esses extremos está um membro menos comum da família de buracos negros: buracos negros de massa intermediária. Pensado para ser sementes que eventualmente crescerão para se tornarem supermassivos, esses buracos negros são especialmente esquivos, e assim poucos candidatos robustos foram encontrados.
Agora, uma equipe de pesquisadores que utiliza dados do observatórios espaciais de raios X XMM-Newton, Chandra e Swift, encontrou um raro sinal revelador de atividade. Eles detectaram um enorme clarão de radiação nos arredores de uma galáxia distante, lançado quando uma estrela passou muito perto de um buraco negro e foi subseqüentemente devorada.
"Isso é incrivelmente empolgante: esse tipo de buraco negro jamais foi visto tão claramente antes", diz o cientista Dacheng Lin, da Universidade de New Hampshire, EUA.
"Alguns candidatos foram encontrados, mas este é o melhor candidato a buraco negro de massa intermédia observado até agora".
Imagina-se que essa espécie de buraco negro se forma de várias maneiras. Um cenário de formação é a fusão fugaz de estrelas massivas que se encontram em aglomerados estelares densos, fazendo dos centros desses aglomerados um dos melhores lugares para caçá-los. No entanto, no momento em que tais buracos negros se formam, esses locais tendem a perder gás, deixando os buracos negros sem material para consumir e, portanto, pouca radiação a emitir - o que os torna extremamente difíceis de detectar.

Visualização do XMM-Newton

"Um dos poucos métodos que podemos usar para tentar encontrar um buraco negro de massa intermediária é esperar que uma estrela passe perto dele e se despedace - isso essencialmente 'ativaria' o apetite do buraco negro novamente e o induziria a emitir um lampejo que podemos observar", acrescenta Lin.
"Esse tipo de evento só foi visto claramente no centro de uma galáxia antes, não nas bordas externas".
Lin e seus colegas examinaram dados da XMM-Newton para encontrar o candidato. Eles o identificaram em observações de uma grande galáxia a cerca de 740 milhões de anos-luz de distância, tomadas em 2006 e 2009 como parte de uma pesquisa de galáxias, e em dados adicionais do Chandra (2006 e 2016) e Swift (2014).
"Também analisamos imagens da galáxia tiradas por uma série de outros telescópios, para ver como a emissão se parecia opticamente", disse o co-autor Jay Strader da Michigan State University, EUA.
"Nós identificamos a fonte de brilho em duas imagens de 2005 - ela ficou muito mais azul e brilhante do que alguns anos antes. Comparando todos os dados, determinamos que a estrela infeliz provavelmente foi rompida em outubro de 2003, e produziu uma explosão de energia que decaiu nos 10 anos seguintes ou mais".
Os cientistas acreditam que a estrela foi rompida e dilacerada por um buraco negro com massa de cerca de cinquenta mil vezes a do Sol.
Espera-se que tais explosões desencadeadas por estrelas só aconteçam raramente para este tipo de buraco negro. Portanto esta descoberta sugere que pode haver muito mais à espreita num estado dormente nas periferias da galáxia no Universo local.
"Este candidato foi descoberto através de uma pesquisa intensiva do XMM-Newton, que é preenchido com dados de alta qualidade cobrindo grandes áreas do céu, essencial para determinar o tamanho do buraco negro e o que aconteceu para causar a observada explosão de radiação", disse Norbert Schartel, cientista do XMM-Newton.
"O Catálogo de Fontes de Raios-X da XMM-Newton é atualmente o maior catálogo deste tipo, contendo mais de meio milhão de fontes: objetos exóticos como o descoberto em nosso estudo ainda estão escondidos e esperando para serem descobertos através de mineração intensiva de dados", acrescenta a co-autora Natalie Webb, diretora do Centro de Pesquisas XMM-Newton do Instituto de Pesquisa em Astrofísica e Planetologia (IRAP) em Toulouse, França.
"Aprender mais sobre esses objetos e fenômenos associados é fundamental para nossa compreensão dos buracos negros. Essa descoberta é incrivelmente importante e mostra que o método empregado aqui é muito bom", conclui Norbert.

Fonte: ESA