Novo fenómeno galáctico é descoberto em buracos negros: eventos nucleares transitórios extremos

Buracos negros são sistemas invisíveis no Universo, a menos que interajam com a matéria. Alguns brilham ao consumirem gás e poeira, enquanto outros permanecem adormecidos até que uma estrela se aproxime o suficiente para ser devorada.

Esta ilustração mostra um fluxo brilhante de material ejetado de uma estrela enquanto ela é devorada por um buraco negro supermassivo. Quando uma estrela se aproxima o suficiente de um desses objetos extremos, a intensa gravidade do buraco negro distorce-a, esticando e comprimindo a sua matéria. Parte do material estelar forma uma espiral incandescente que cai em direção ao buraco negro, gerando uma intensa emissão de energia antes de desaparecer no seu interior. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Um novo estudo, que utiliza dados das agências espaciais NASA, ESA e outras instituições, descreve três casos extraordinários em que buracos negros supermassivos destroem estrelas massivas, libertando mais energia do que 100 supernovas. Saiba mais abaixo.

Um novo fenómeno galáctico

Estes eventos, detecados em galáxias distantes, representam uma nova classe de fenómenos chamados 'transientes nucleares extremos'. Em cada caso, o buraco negro destruiu uma estrela entre três e dez vezes mais massiva que o Sol, gerando um brilho que persistiu durante meses. Estes eventos iluminam buracos negros normalmente adormecidos, permitindo que sejam estudados em detalhes.

Um dos eventos, apelidado de "Barbie" (ZTF20abrbeie), foi descoberto em 2020 pela Instalação Transiente de Zwicky (ZTF), na Califórnia. Os outros dois foram detetados pela missão Gaia da ESA em 2016 e 2018. O Observatório Swift da NASA foi fundamental para confirmar a ligação destes eventos com buracos negros, graças à monitorização do comportamento da luz em raios X, ultravioleta e radiação óptica.

Dados da sonda espacial WISE (reativada como NEOWISE até 2024) também ajudaram a caracterizar a poeira circundante nestas regiões galácticas. Além disso, telescópios terrestres como o Observatório Keck, ATLAS, Pan-STARRS e Catalina forneceram observações importantes.

A luz de alta energia emitida por estes eventos leva mais de 100 dias para atingir o seu pico e mais de 150 dias para ser reduzida ao seu alvo, fornecendo informações valiosas para estudo. "Estes eventos permitem-nos detetar buracos negros que, de outra forma, seriam invisíveis", explicou Jason Hinkle, autor principal do estudo e aluno de pós-graduação na Universidade do Havai, que continuará a sua investigação como investigador do Hubble.

Esta descoberta complementa descobertas recentes do Telescópio Espacial James Webb sobre o crescimento de buracos negros no universo primitivo.

Como apenas 10% dos buracos negros consomem matéria ativamente, transientes nucleares extremos são uma forma essencial de detetá-los.

Graças às suas capacidades infravermelhas e ao seu amplo campo de visão, o futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, com lançamento previsto para 2026 ou 2027, poderá capturar estes eventos que ocorreram há mais de 12 biliões de anos, lançando uma nova luz sobre a evolução de estrelas, galáxias e buracos negros.

"Estes três eventos podem servir de modelo para a identificação de muitos outros no futuro", concluiu a astrónoma Anna Payne, coautora do estudo.