Astrônomos registam estrela sendo devorada por Buraco Negro

Sabemos que os buracos negros estão entre os objetos mais fascinantes do universo e talvez entre os mais misteriosos.

Imaginem como deve ser o ambiente nas redondezas de um buraco negro: matéria sendo acelerada a velocidades relativísticas, jatos de raios-X sendo expelidos, estrelas sendo devoradas, entre outras coisas estranhas que devem acontecer ali por perto.

E, embora não possamos (ainda) observar um buraco negro diretamente, podemos estudar vários desses fenômenos que acontecem nas suas redondezas, e a partir deles extrair informações valiosas sobre o buraco negro propriamente dito.

Um desses fenômenos aconteceu há cerca de 3.9 bilhões de anos atrás, no coração de uma galáxia distante, quando uma estrela que se aventurou nas cercanias do buraco negro foi totalmente destruída pela sua intensa força gravitacional.

Quando os raios-X produzidos nesse evento chegaram à Terra, a 28 de Março de 2011, eles foram detectados pelo satélite Swift da NASA, que imediatamente avisou os astrônomos ao redor do mundo.

Em poucos dias de estudos, os cientistas concluíram que a explosão conhecida como Swift J1644+57, representava, não só a ruptura de uma estrela, mas também um tipo de suspiro de um buraco negro anteriormente inativo.

Agora, para entender melhor o que acontece nas vizinhanças de um buraco negro, os astrônomos revisitaram os dados do Swift e integraram nos estudos, dados obtidos pelo Observatório XMM-Newton da ESA e pelo satélite Suzaku do Japão.

Estudando esses verdadeiros ecos de luz, os astrônomos conseguiram pela primeira vez mapear o fluxo de gás perto do buraco negro. A técnica que eles empregaram se chama Mapeamento por Reverberação de Raios-X.

Como não é possível ver buracos negros, é graças a eventos como esse de ruptura estelar e de fluxo de material em direção ao buraco negro que o seu disco de acreção se torna mais evidente. No caso do Swift J1644+57, o seu disco é mais espesso, turbulento e caótico do que outros discos estáveis.

Basicamente, quanto mais espesso for o disco, mais evidentes são as reverberações. Essas reverberações são estudadas através do monitoramento de como o brilho muda em diferentes níveis de energia de raios-X, já que o raio-X originado das regiões próximas do buraco negro excita os íons de ferro fazendo com que eles emitam uma fluorescência, com um brilho distinto em alta energia, chamado de linha de emissão de ferro K.

Esses eventos de ruptura de estrelas até devem ser comuns, mas são muito difíceis de serem identificados, pois essa separação dos níveis de energia não é algo simples de se fazer.

Para se ter uma ideia, o Swift J1644+57 é somente o terceiro evento de ruptura estelar a produzir raios-X de alta energia e até o momento, o único a ter o seu pico de emissão registado.

A dificuldade de registar esses eventos é devido a ser mais fácil observar em buracos negros inativos, que por sua vez são mais difíceis de serem identificados. Esses eventos de ruptura estelar acabam reativando esses buracos negros e o brilho registado é como se fosse um suspiro de algo que estava adormecido. Em buracos negros ativos, que estão sendo alimentados constantemente e expelindo jatos, esse evento acaba sendo sobreposto.

Os astrônomos acreditam que para cada buraco negro ativo acrescendo gás e produzindo radiação, existam 9 na total obscuridade.

Os pesquisadores estimaram a massa do Swift J1644+57 em um milhão de vezes a massa do Sol, mas não conseguiram medir sua rotação.

Entender a dinâmica no ambiente ao redor dos buracos negros e até mesmo conseguir definir melhor a geometria dos buracos negros tem um papel fundamental no entendimento sobre a evolução das galáxias.

Fontes: NASA, Astronomy