p No centro de uma galáxia distante, quase 300 milhões de anos-luz da Terra, os cientistas descobriram um buraco negro supermassivo que está "sufocando" com um influxo repentino de detritos estelares. p Em um artigo publicado hoje em Cartas de jornal astrofísico , pesquisadores do MIT, Goddard Space Flight Center da NASA, e em outros lugares relatam uma "explosão de interrupção da maré" - uma explosão dramática de atividade eletromagnética que ocorre quando um buraco negro oblitera uma estrela próxima. O flare foi descoberto pela primeira vez em 11 de novembro, 2014, e desde então os cientistas treinaram uma variedade de telescópios no evento para aprender mais sobre como os buracos negros crescem e evoluem.

p A equipe liderada pelo MIT examinou os dados coletados por dois telescópios diferentes e identificou um padrão curioso na energia emitida pela labareda:conforme a poeira da estrela obliterada caiu no buraco negro, os pesquisadores observaram pequenas flutuações nas bandas óptica e ultravioleta (UV) do espectro eletromagnético. Esse mesmo padrão se repetiu 32 dias depois, desta vez na banda de raios-X.

p Os pesquisadores usaram simulações do evento realizadas por outros para inferir que tais "ecos" de energia foram produzidos a partir do seguinte cenário:Como uma estrela migrou perto do buraco negro, foi rapidamente destruído pela energia gravitacional do buraco negro. Os detritos estelares resultantes, girando cada vez mais perto do buraco negro, colidiu consigo mesmo, emitindo rajadas de luz ótica e ultravioleta nos locais de colisão. À medida que foi puxado mais para dentro, os destroços em colisão aqueceram, produção de sinalizadores de raios-X, no mesmo padrão das rajadas ópticas, pouco antes de os destroços caírem no buraco negro.

p "Em essência, este buraco negro não teve muito para se alimentar por um tempo, e de repente surge uma estrela azarada cheia de matéria, "diz Dheeraj Pasham, o primeiro autor do artigo e pós-doutorado no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT. "O que estamos vendo é, este material estelar não é apenas continuamente alimentado para o buraco negro, mas está interagindo consigo mesmo - parando e indo, parando e indo. Isso está nos dizendo que o buraco negro está 'sufocando' com esse suprimento repentino de detritos estelares. "

p Os co-autores de Pasham incluem o pós-doutorado do MIT Kavli, Aleksander Sadowski, e pesquisadores do Goddard Space Flight Center da NASA, a Universidade de Maryland, o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Universidade Columbia, e a Universidade Johns Hopkins.

p Um avistamento de "sorte"

p Pasham diz que as explosões de interrupção das marés são uma janela potencial para os muitos buracos negros "ocultos" do universo, que não estão se agregando ativamente, ou alimentando-se de material.

p "Quase toda galáxia massiva contém um buraco negro supermassivo, "Pasham diz." Mas não saberemos sobre eles se eles ficarem sentados sem fazer nada, a menos que haja um evento como um surto de interrupção da maré. "

p Essas chamas ocorrem quando uma estrela, migrando perto de um buraco negro, é separado da imensa energia gravitacional do buraco negro. Esta obliteração estelar pode emitir incríveis explosões de energia ao longo de todo o espectro eletromagnético, da banda de rádio, através dos comprimentos de onda ópticos e UV, e por meio das bandas de raios-X e de raios gama de alta energia. Por mais extremos que sejam, as explosões de interrupção das marés são difíceis de observar, como eles acontecem com pouca freqüência.

p "Você teria que olhar para uma galáxia por cerca de 10, 000 a 100, 000 anos para ver uma estrela sendo interrompida pelo buraco negro no centro, "Pasham diz.

p No entanto, em 11 de novembro, 2014, uma rede global de telescópios robóticos chamada ASASSN (All Sky Automated Survey for SuperNovae) captou sinais de um possível surto de interrupção das marés de uma galáxia a 300 milhões de anos-luz de distância. Os cientistas rapidamente focalizaram outros telescópios no evento, incluindo o telescópio de raios-X a bordo do satélite Swift da NASA, uma espaçonave em órbita que varre o céu em busca de explosões de energia extremamente alta.

p "Só recentemente os telescópios começaram a 'falar' uns com os outros, e para este evento em particular tivemos sorte porque muitas pessoas estavam prontas para ele, "Pasham diz." Isso apenas resultou em uma grande quantidade de dados. "

p Uma colisão luminosa

p Com acesso a esses dados, Pasham e seus colegas queriam resolver um mistério antigo:onde surgiram as primeiras explosões de luz? Usando modelos de dinâmica de buracos negros, os cientistas foram capazes de estimar que, à medida que um buraco negro destrói uma estrela, a explosão de interrupção das marés resultante pode produzir emissões de raios-X muito perto do buraco negro. Mas tem sido difícil identificar a origem das emissões ópticas e UV. Fazer isso seria um passo adicional para entender o que acontece quando uma estrela é interrompida.

p "Buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras crescem in situ, "Pasham diz." Saber exatamente o que acontece nas erupções de interrupção das marés pode nos ajudar a entender esse buraco negro e o processo de coevolução da galáxia. "

p Os pesquisadores estudaram os primeiros 270 dias após a detecção do surto de interrupção da maré, denominado ASASSN-14li. Em particular, eles analisaram dados de raios-X e ópticos / UV obtidos pelo satélite Swift e o Las Cumbres Observatory Global

p Telescópio. Eles identificaram flutuações, ou rajadas, na banda de raios-X - dois picos amplos (um em torno do dia 50, e o outro por volta do dia 110) seguido por uma pequena queda por volta do dia 80. Eles identificaram esse mesmo padrão nos dados ópticos / UV cerca de 32 dias antes.

p Para explicar esses ecos de emissão, "a equipe fez simulações de uma erupção de maré produzida a partir de um buraco negro que obliterava uma estrela. Os pesquisadores modelaram o disco de acreção resultante - um disco elíptico de destroços estelares girando em torno do buraco negro - junto com sua velocidade provável, raio, e taxa de queda, ou a velocidade com que o material cai no buraco negro.

p A partir de simulações feitas por outros, os pesquisadores concluíram que as explosões ópticas e de UV provavelmente se originaram da colisão de detritos estelares no perímetro externo do buraco negro. À medida que este material colidindo circula mais perto do buraco negro, aquece, eventualmente emitindo emissões de raios-X, que pode ficar para trás em relação às emissões ópticas, semelhante ao que os cientistas observaram nos dados.

p "Para buracos negros supermassivos se acumulando continuamente, você não esperaria que isso acontecesse, "Pasham diz." O material ao redor do buraco negro estaria girando lentamente e perdendo alguma energia a cada órbita circular. Mas não é isso que está acontecendo aqui. Porque você tem muito material caindo no buraco negro, está interagindo consigo mesmo, caindo de novo, e interagindo novamente. Se houver mais eventos no futuro, talvez possamos ver se isso é o que acontece com outras erupções de interrupção das marés. "