Os astrónomos observaram um evento cósmico espetacular onde um enorme buraco negro está a perturbar dois objetos celestes, um dos quais era uma estrela. A descoberta, feita com os observatórios da NASA, incluindo o Chandra, o NICER e o Hubble, juntamente com o AstroSat da Índia, fornece informações sobre o comportamento dos detritos estelares em torno dos buracos negros supermassivos.
História
Em 2019, os astrónomos observaram uma estrela aventurando-se demasiado perto de um buraco negro supermassivo. A estrela foi destruída pelas intensas forças gravitacionais, conhecidas como evento de ruptura de maré (TDE). Os restos da estrela formaram um disco de acreção – um cemitério giratório de material estelar ao redor do buraco negro. Durante vários anos, este disco permaneceu relativamente estável, mas recentemente os astrónomos notaram algo extraordinário. O disco expandiu-se e começou a interagir com um segundo objeto, uma estrela ou possivelmente um buraco negro mais pequeno que anteriormente orbitava a uma distância segura.
Agora, este segundo objeto está colidindo com o detritos estelares disco a cada 48 horas, criando erupções dramáticas de raios X cada vez que ele passa. “Imagine um mergulhador entrando repetidamente em uma piscina e causando respingos a cada vez”, disse Matt Nicholl, da Queen’s University Belfast. “A estrela aqui é como o mergulhador, enquanto o disco atua como uma piscina, criando um ‘respingo’ cósmico de gás e raios-X.”
Os astrónomos documentam há muito tempo TDEs, onde uma única estrela é destruída por um buraco negro numa intensa explosão de energia. Mais recentemente, contudo, também foi observado um fenómeno intrigante conhecido como erupções quase periódicas (QPEs). Estes são flashes brilhantes de raios X provenientes dos centros das galáxias que aparecem em intervalos regulares, mas que eram pouco compreendidos – até agora.
“Houve especulações febris de que estes fenómenos estavam ligados, e agora descobrimos a prova de que estão”, disse Dheeraj Pasham, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). É como resolver dois mistérios cósmicos de uma só vez”, disse Pasham.
O evento, agora denominado AT2019qiz, foi identificado pela primeira vez em 2019 pelo Zwicky Transient Facility no Observatório Palomar. À medida que o disco de acreção se expandia e começava a interagir com o segundo objeto, o Observatório Chandra da NASA capturou três conjuntos separados de dados de raios X ao longo de várias horas, fornecendo evidências claras de erupções repetidas.
O NICER, outro instrumento da NASA a bordo da Estação Espacial Internacional, continuou monitorando o AT2019qiz e confirmou que as erupções de raios X ocorriam a cada 48 horas. Observações complementares do observatório Swift da NASA e do telescópio AstroSat da Índia reforçaram ainda mais estas descobertas. A capacidade única do AstroSat de observar raios X e luz ultravioleta (UV) forneceu dados críticos que ajudaram os astrónomos a confirmar o tamanho do disco de acreção e a natureza repetitiva destas erupções.
Gulab Dewangan, coautor do Centro Interuniversitário de Astronomia e Astrofísica (IUCAA) em Pune, falou sobre o papel do AstroSat. “A missão AstroSat da Índia fornece capacidade única de raios UV/X para estudar tais eventos”, disse ele, de acordo com um relatório da ISRO. “O Soft X-ray Telescope do AstroSat e o Ultraviolet Imaging Telescope (UVIT) detectaram a fonte AT2019qiz, mas as erupções só foram vistas em raios X. Futuras observações simultâneas sensíveis de raios X e UV de erupções semelhantes permitirão uma investigação mais profunda sobre sua natureza.”
“Este é um grande avanço na nossa compreensão da origem destas erupções regulares”, disse Andrew Mummery, da Universidade de Oxford. “Agora percebemos que precisamos de esperar alguns anos para que as erupções ‘iniciem’ depois de uma estrela ter sido dilacerada, porque leva algum tempo para o disco se espalhar o suficiente para encontrar outra estrela.”