18 estrelas foram observadas sendo destruídas por buracos negros!
Usando dados em infravermelho, cientistas do MIT conseguiram observar 18 estrelas que foram destruídas por passarem perto demais de buracos negros. Observações dobraram o número de eventos do tipo conhecidos.
Buracos negros possuem a fama de serem objetos que destroem tudo que se aproxima deles devido ao intenso campo gravitacional. Um dos efeitos mais interessantes são os famosos tidal disruption events (TDEs) que em português significa eventos de perturbação das marés. Esses eventos acontecem quando uma estrela é despedaçada por um objeto.
Estudar os TDEs pode mostrar como é o processo que buracos negros se alimentam. No entando, por ser um fenômeno que acontece de forma rápida, observá-los não é uma tarefa tão simples. É necessário estar observando o local certo no momento certo para conseguir registrar todo o processo. No processo, há emissão eletromagnética que é possível analisar em um espectro.
Um grupo de astrônomos do MIT publicou um artigo na revista Astrophysical Journal onde eles mostram que encontrarm 18 desses eventos. Eles usaram o NEOWISE que é um telescópio espacial que observa no infravermelho. O NEOWISE foi construído para buscar transientes - fenômenos que não possuem emissão eletromagnética contínua.
Tidal disruption events
Em portugues, as TDEs são chamadas de eventos de perturbação das marés. O nome se refere à sua relação com as forças de maré criadas pelo campo gravitacional de um objeto. No caso das TDEs, geralmente, o objeto que gera esse campo gravitacional é um buraco negro supermassivo que influencia uma estrela que se aproximou demais.
Durante essa interação, a estrela é despedaçada devido à diferença de forças que é aplicada nela. Parte do material retirado da estrela espirala em direção ao buraco negro formando um disco de acreção. Tanto o processo de despedaçar a estrela quanto o disco de acreção emitem em diversos comprimentos de onda.
Por ser um processo relativamente rápido, observá-los é extremamente complicado pois é necessário observar o local exato no momento exato. No entanto, é possível observar a curva de luz proveniente desse fenômeno e perceber como o brilho cai em função do tempo. Telescópios de diferentes comprimentos de onda são usados para registrar.
NEOWISE
O NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) é um telescópio espacial que observa o céu no infravermelho. A função do telescópio é mapear o céu no infravermelho buscando fontes desse tipo de radiação. O objetivo principal do NEOWISE era buscar asteroides e corpos próximos ao planeta Terra.
Por mapear todo o céu, o telescópio também consegue capturar sinais de fontes que estão distantes, como em outras galáxias. Analisando os dados é possível encontrar diferentes fontes com diferentes eventos produzindo infravermelho. Um desses eventos é justamente as TDEs que emitem, também, em infravermelho.
Como funciona um TDE?
Quando um corpo exerce influência gravitacional sobre outro, há uma diferença da intensidade da força gravitacional em diferentes pontos. Em partes mais próximas do objeto, a magnitude da força gravitacional é maior do que no lado oposto. É semelhante à força de maré exercida pela Lua na Terra que interfere na altura dos oceanos aqui no planeta.
Porém, ao considerar um buraco negro, a força gravitacional que uma estrela próxima ele sente é ordens de grandeza maior do que a força gravitacional exercida pela Lua. Além disso, a diferença de força gravitacional em dois pontos distintos é tão grande que uma parte da estrela sofre muito mais que a outra. Nesse caso, a estrela é despedaçada.
18 TDEs encontrados
O time do MIT usou um algoritmo especializado em detectar transientes nos dados do NEOWISE. Transientes são fenômenos nos quais o brilho varia em função do tempo. Especificamente, o algoritmo consegue detectar transientes associados à uma TDE em galáxias localizada até 600 milhões de anos-luz de nós.
Ao identificar as TDEs, o time buscou cada uma das galáxias para saber se a emissão foi devido a uma TDE de fato ou algum outro fenômeno. A análise resultou em 18 TDEs localizadas em diferentes tipos de galáxias, inclusive galáxias com muita poeira.
Tipos de galáxias
Antes assumia-se que TDEs aconteciam em apenas um tipo específico de galáxias, as galáxias que acabaram de ter um pico de formação estelar. Contudo, nesse estudo, os pesquisadores encontraram que os 18 eventos estão espalhados em diferentes tipos de galáxias. Abriu um intervalo maior de tipos de galáxias que podemos buscar TDEs.
Um resultado importante do trabalho é mostrar que a poeira nas galáxias podem interferir nas observações de TDEs. Isso porque a poeira absorve diversos comprimentos de onda energéticos, fazendo que TDEs se tornem mais fracas e invisíveis do que realmente são. Ao observar no infravermelho, é possível observar mesmo quando as galáxias possuem muita poeira.
Por que TDEs são importantes?
Entender TDEs é entender como ocorre o processo de acreção de um buraco negro supermassivo. Além disso, as TDEs podem mostrar como é a relação do buraco negro no centro das galáxias com o ambiente ao redor dele formado por estrelas. Ao formar um disco de acreção é possível obter informações sobre o buraco negro como taxa de acreção, massa e tamanho do objeto.
Astrônomos se interessam por TDEs porque elas podem nos dar uma luz sobre diversas perguntas em aberto na Astronomia. Mais especificamente, perguntas relacionadas aos objetos mais misteriosos do Universo: os buracos negros.