Um raio de luz espetacularmente brilhante a mais de 700 milhões de anos-luz de distância está se tornando um presente que continua sendo oferecido.
Emitido do coração de uma galáxia, era o grito eletromagnético moribundo de uma estrela ao ser despedaçada e parcialmente devorada por um buraco negro com cerca de 5 milhões de vezes a massa do Sol – e uma nova análise mostrou que sofreu o apropriadamente chamado de processo de ‘espaguetificação’ quando morria.
As mortes estelares geralmente são violentas, mas a morte por espaguetificação é talvez a mais violenta de todas. Ocorre quando uma estrela vagueia um pouco perto demais de um buraco negro, e a força das marés de seu campo gravitacional puxa a estrela com tanta força que ela acaba se despedaçando – um evento polidamente conhecido como um evento de interrupção da maré.
À medida que a estrela é despedaçada, alguns dos detritos resultantes “espaguetificam” – atenuando-se em um fio longo e fino de material, algo como um macarrão parafuso superfino que se enrola e alimenta o buraco negro.
Podemos detectar esse processo porque ele emite um clarão de luz brilhante produzido por influências gravitacionais e de fricção no disco de acreção ao redor do buraco negro. Essa luz se desvanece gradualmente à medida que o material se esgota.
Tal evento foi detectado em abril de 2019, captado pelo Zwicky Transient Facility, que inspeciona os céus em busca de eventos transitórios. O evento em questão, mais tarde denominado AT2019dsg, era excepcionalmente brilhante, mesmo para um evento de interrupção de maré, queimando os comprimentos de onda de raio X, ultravioleta, óptico e de rádio.
A borda interna do disco de acreção mais próxima do buraco negro é a parte mais quente do disco e, portanto, emite a radiação mais energética, os raios-X. O fato de podermos detectar raios X significa que estamos olhando para o pólo do buraco negro supermassivo – caso contrário, ele seria obscurecido pelas regiões externas do disco de acreção.
Imagine um donut observado de lado. Você não pode ver o buraco, pode?
Já vimos radiação X em eventos de interrupção das marés antes, é claro, mas havia algo muito diferente sobre o AT2019dsg. Uma equipe internacional de astrônomos liderados por Giacomo Cannizzaro e Peter Jonker do Instituto Holandês de Pesquisas Espaciais examinou a saída eletromagnética e descobriu linhas de absorção.
A propósito, as linhas de absorção são ótimas. Quando os astrônomos tiram imagens da luz, se essa luz viajou por algo que diminui ou bloqueia alguns comprimentos de onda, como gás ou poeira, isso aparecerá como linhas escuras no espectro.
Eles aparecem em todos os tipos de lugares, mas os pólos de buracos negros supermassivos geralmente não estão entre eles. Os discos de acreção geralmente orbitam a região equatorial – como os anéis de Saturno.
A variação e a largura dessas linhas de absorção também eram estranhas. A configuração observada parecia sugerir vários fios de material, como uma bola de barbante.
Isso, por sua vez, sugeria que havia algo enrolado em torno do buraco negro em um ângulo incomum, como os filamentos espaguetificados de uma estrela interrompida pelas marés, talvez, arremessados para longe da massa dos detritos estelares.
“Quando uma estrela é interrompida, os detritos podem formar correntes fortemente autogravitantes”, escreveram os pesquisadores em seu artigo .
“O que podíamos estar vendo são linhas de absorção causadas por tais fluxos, onde os diferentes movimentos orbitais e velocidades projetadas desses diferentes fluxos causam a variação da largura das linhas.
“Para isso, precisaríamos que alguns dos fluxos autogravitantes fossem desviados por grandes ângulos, enquanto a maior parte do material interrompido se circularia em um disco de acreção.”
Se a interpretação da equipe sobre a espaguetificação estiver correta, será a primeira vez que teremos evidências diretas reais da ocorrência desse processo.
AT2019dsg já chamou nossa atenção antes, quando cientistas detectaram o que parecia ser um neutrino de alta energia cuspido pelo evento. É de se perguntar que outras surpresas esta estrela extraordinariamente brilhante a morte reserva.
A pesquisa foi publicada em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.