Como buracos negros supermassivos "se alimentam"
 

AstronomiaFísicaDescoberta nova maneira com que buracos negros supermassivos “se alimentam”

Pesquisadores podem ter descoberto como buracos negros supermassivos são "instigados" a crescer
Diógenes Henrique9 de março de 201915 min

Pesquisadores da Universidade de Tel Aviv podem ter descoberto como buracos negros supermassivos podem “se alimentar” e crescerem mais.

Os buracos negros supermassivos têm massas de milhões a bilhões de vezes maiores que nosso Sol. Geralmente esses monstros que não permitem que nem a luz escape de seu poder atrativo ficam no centro da maioria das galáxias. E um desses, com vários milhões de vezes a massa do Sol, está situado bem no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. Embora muito comuns no universo, ainda não está completamente claro como esse tipo de buracos negros crescem a proporções tão descomunais.

Os astrônomos sabem que alguns desses gigantes massivos constantemente engolem gás em seus arredores, sendo que podem também engolir estrelas inteiras. Mas nenhuma das duas teorias científicas explica, sozinha, qual o “gatilho” que dispara os gigantescos ralos espaciais a se alimentarem mais e mais. E nem o porque de eles continuam crescendo tão rapidamente e por um longo período — alguns de forma muito inesperada.

Por  isso, cientistas da Universidade de Tel Aviv (TAU, sigla para Tel Aviv University), em Israel, procuram entender melhor essa questão. Eles publicaram recentemente na revista Nature Astronomy um novo estudo.  A pesquisa foi liderada pelos astrônomos Benny Trakhtenbrot e Iair Arcavi, ambos da Faculdade Raymond & Beverly Sackler de Física e Astronomia da TAU.

Ficando mais supermassivos

Segundo esse estudo, alguns buracos negros supermassivos são instados a crescer. E eles fazem isso começando a devorar, de repente, uma grande quantidade de gás de seus arredores.

Tudo começou quando em fevereiro de 2017. Naquela época, universidades de vários países realizavam a pesquisa ASAS-SN. E foi aí que se descobriu um evento astronômico que ficou conhecido como AT 2017bgt. Contudo, inicialmente acreditou-se que esse evento seria um evento decorrente do “engolimento” de uma estrela por um buraco negro. Especulou-se também na ocasião que o AT 2017bgt fosse proveniente de uma “ruptura da maré”.  Essas “rupturas” ocorrem quando as forças gravitacionais extremas de um buraco negro supermassivo rasgaram uma estrela que passa muito perto do horizonte de evento dele. Essas rupturas de marés são comumente identificados no meio astronômico por TDE, sigla em inglês para Tidal Disruption Event (TDE).

Leia mais em “O que é um buraco negro supermassivo?”

 

Assim, fazia sentido pensar que aquele evento poderia estar relacionado a “rupturas da maré”. Por isso foi observou-se que a radiação emitida ao redor do buraco negro cresceu inesperadamente. E a uma taxa de mais de cinquenta vezes em relação ao que se observava em 2004, portanto, bem antes da pesquisa de 2017. Assim, após extensas observações e usando vários de telescópios, a equipe da TAU concluiu que o AT 2017bgt representava uma nova maneira de “alimentação” dos buracos negros. 

Por isso, o astrônomo Trakhtenbrot disse que “o brilho repentino do evento AT 2017bgt foi uma reminiscência de um evento de ruptura das marés”, mas com algumas diferenças. E ele prossegue. “Mas percebemos rapidamente que desta vez havia algo incomum. A primeira pista era um componente adicional de luz. Nunca havia sido visto isso em eventos de ruptura das marés”, explicou. E o colega de pesquisa de Trakhtenbrot, o também astrônomo Arcavi acrescentou que o AT 2017bgt foi acompanhando por mais de um ano, com telescópios na Terra e no espaço. “O que vimos não correspondia a nada que havíamos visto antes”, disse o pesquisador que foi líder da equipe de coleta de dados do estudo.

Além disso, as observações do brilho repentino do AT2017gbt coincidiram com as previsões teóricas de outro membro da equipe, o astrônomo Hagai Netzer, também da Universidade de Tel Aviv. “Previmos, nos anos 80, que um buraco negro engolindo gás de seus arredores poderia produzir os elementos de luz vistos aqui”, diz o professor Netzer. “Este novo resultado é a primeira vez que o processo foi visto na prática”.

Representação meramente artística de um buraco negro com estrelas próximo ao horizonte de eventos. (Foto: reprodução)

Pesquisa internacional

O estudo dos israelenses envolveu pesquisadores de diversos países. Se juntaram ao esforço de observação e análise da equipe pesquisadores dos EUA, Chile, Polônia e Reino Unido. O estudo também envolveu observações que utilizaram três diferentes telescópios espaciais.  O novo telescópio NICER, instalado a bordo da Estação Espacial Internacional, foi um deles.

Desse modo, foram obtidas milhares de imagens, um verdadeiro o frenesi de aquisição de dados. Até que veio a calhar que uma dessas imagens, em ultravioleta, acabou sendo uma das mais importantes do estudo. Ela foi tirada pelo Observatório Neil Gehrels Swift, que já foi denominado de Swift Gamma-Ray Burst Mission. O Neil Gehrels Swift é um observatório espacial da NASA e foi construído para detectar erupções de raios gama. 

Em seguida, a equipe de astrônomos identificou dois eventos “gatilhos” adicionais. Esses eventos compartilham as mesmas propriedades de emissão do evento AT 2017bgt. Esses dois eventos adicionais foram relatados recentemente. No conjunto, os três eventos formam uma nova e tentadora categoria de “re-alimentação” de buracos negros supermassivos. Categoria essa que explicaria por que alguns buracos negros continuam a crescer mais e mais.

E Trakhtenbrot explica melhor a questão. “Ainda não temos certeza sobre a causa deste aumento dramático e súbito na taxa de alimentação dos buracos negros”. Mas “há muitas maneiras conhecidas de acelerar o crescimento de buracos negros gigantes que, geralmente, acontecem em prazos muito mais longos”.

Já Arcavi é otimista sobre o futuro da pesquisa. “Esperamos detectar muitos desses eventos. E vamos seguir todos com vários telescópios trabalhando em conjunto”, diz ele. “Esta é a única maneira de completar nosso quadro do crescimento dos buracos negros. Entender o que acelera e, talvez, finalmente, resolver o mistério de como esses monstros gigantes se formam”.

Leia mais em “Cientistas encontraram um buraco negro praticamente invisível”

Referências:

  1. Benny Trakhtenbrot et al, A new class of flares from accreting supermassive black holes, Nature Astronomy (2019). DOI: 10.1038/s41550-018-0661-3
  2. TAU-Led International Team Discovers New Way Supermassive Black Holes Are “Fed”, Tel Aviv University, 14 de jan. de 2019. <https://www.aftau.org/news-page-astronomy–astrophysics?&storyid4699=2432&ncs4699=3> Acesso em 09 de mar. de 2019.