Buraco negro errante devora estrela e surpreende astrônomos

Um fenômeno cósmico raro acaba de reescrever parte do que se sabia sobre buracos negros supermassivos. Astrônomos identificaram, pela primeira vez, um desses gigantes fora do centro de uma galáxia, consumindo uma estrela – uma descoberta sem precedentes que desafia teorias consolidadas da astrofísica.

Batizado de AT2024tvd, o evento foi registrado a 600 milhões de anos-luz da Terra, nos arredores de uma galáxia onde uma estrela foi completamente destruída por um buraco negro errante com cerca de um milhão de vezes a massa do Sol.

A detecção inicial foi feita pelo Zwicky Transient Facility, no Observatório Palomar, da Caltech, que monitora o céu do hemisfério norte a cada dois dias. O brilho intenso do evento, semelhante ao de uma supernova, chamou a atenção dos cientistas. No entanto, a assinatura espectral revelou a verdadeira natureza do fenômeno: linhas largas de emissão de hidrogênio, hélio, carbono, nitrogênio e silício indicavam que uma estrela estava sendo despedaçada por um buraco negro – um processo conhecido como evento de disrupção de maré (TDE).

Esse fenômeno ocorre quando uma estrela se aproxima demais de um buraco negro e é esticada por sua gravidade intensa, em um processo conhecido como “espaguetificação”. A matéria estelar aquecida emite radiação nas faixas ultravioleta e visível, gerando um clarão cósmico espetacular.

O que torna o AT2024tvd único é sua localização incomum. Ao contrário de quase todos os outros 100 TDEs já catalogados, que ocorreram no centro das galáxias, este foi observado a 2.600 anos-luz do núcleo galáctico. E mesmo com a presença de um segundo buraco negro, cem vezes mais massivo e ativo no centro da galáxia, o buraco negro errante não está gravitacionalmente ligado a ele.

Diversas observações complementares confirmaram a descoberta. O Chandra X-ray Observatory, da NASA, identificou emissões de raios X deslocadas do centro da galáxia. O Very Large Array, no Novo México, coletou dados adicionais em rádiofrequência. E o Telescópio Espacial Hubble forneceu imagens precisas em luz visível e ultravioleta, revelando a cor azulada distinta do evento e sua posição exata.

Esta ilustração de seis painéis da NASA mostra uma estrela sendo dilacerada por um buraco negro supermassivo errante. Primeiro, o buraco negro se desloca por uma galáxia, detectável apenas por sua influência gravitacional. Uma estrela próxima é capturada por sua intensa gravidade, esticada e fragmentada em um processo chamado “espaguetificação”. Os detritos estelares formam um disco brilhante ao redor do buraco negro, que então começa a se alimentar, emitindo energia por todo o espectro eletromagnético – de raios X a ondas de rádio. Vista de longe, a galáxia exibe um súbito clarão de luz deslocado de seu centro, onde reside um buraco negro maior.

Segundo os pesquisadores, a presença de dois buracos negros supermassivos na mesma galáxia pode ser explicada por uma antiga fusão galáctica. “Já existem indícios de que fusões de galáxias aumentam a frequência de TDEs”, afirma Erica Hammerstein, pesquisadora da Universidade da Califórnia em Berkeley. Embora as imagens do Hubble não mostrem sinais recentes de colisão, a existência de um segundo buraco negro reforça a hipótese de uma fusão no passado distante.

Outra possibilidade é que o buraco negro errante tenha sido expulso do centro galáctico devido a uma interação gravitacional com outros buracos negros, em um processo caótico que pode ter lançado o mais leve para a periferia da galáxia.

Esse tipo de buraco negro é, na maior parte do tempo, invisível, só se revelando quando captura e destrói uma estrela, o que pode levar dezenas de milhares de anos entre um episódio e outro.

Para os cientistas, o evento abre novas perspectivas na busca por buracos negros errantes, uma população até então teórica. Com a entrada em operação de novos instrumentos como o Observatório Vera C. Rubin e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, espera-se que muitos outros eventos semelhantes sejam descobertos.

Esse é o primeiro TDE deslocado capturado por observações ópticas do céu. Isso nos mostra que existe uma população inteira de buracos negros vagantes esperando para ser revelada, declarou Yuhan Yao, principal autor do estudo.