Astrônomos Observam um Buraco Negro Destruindo uma Estrela

Esta ilustração mostra uma perturbação das marés, que ocorre quando uma estrela que se aproxima demais de um buraco negro e é dilacerada em uma corrente de gás. Parte do gás acaba se instalando em uma estrutura ao redor do buraco negro chamado disco de acréscimo.Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA 

Um satélite da NASA que procurava 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 exoplaneta em trânsito 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 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 isso 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 esticá-la como um espaguete.
"Os dados do TESS permitiram 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. "Como descobrimos rapidamente a perturbação das marés com o ASAS-SN, conseguimos preparar observações de acompanhamento em 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 usou dois telescópios de Las Campanas no evento 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 que os telescópios e os satélites tenham se alinhado - 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.
"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 de 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, mais ou menos. Os cientistas observaram cerca de 40 eventos de perturbação das marés ao longo da história. Os eventos são raros, disse Kochanek, principalmente porque as estrelas precisam estar muito próximas de um buraco negro - e a uma certa distância da Terra.
E como o ASAS-SN capturou o evento de rompimento das marés mais cedo, Holoien conseguiu acessar telescópios adicionais ao 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 ainda disponíveis até algumas semanas após o evento devido a análise - para ver se podiam identificar os acontecimentos antes do evento. Os dados do TESS poderiam ver sinais do evento de perturbação das marés cerca de 10 dias antes do ocorrido.
"Os primeiros dados do TESS nos permitiram ver a luz muito perto do buraco negro, muito mais perto do que já tínhamos visto antes", disse Vallely. "Eles também nos mostraram que o aumento do brilho do ASASSN-19bt foi muito suave, o que nos levou 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".
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 direção da constelação de Volans, o peixe voador. A estrela destruída pode ter sido semelhante em tamanho ao nosso sol.

Fonte: PHYS.ORG