Um satélite da NASA em busca de novos planetas deu aos astrônomos um vislumbre inesperado de um buraco negro rasgando uma estrela em pedaços.

É um dos olhares mais detalhados até agora sobre o fenômeno, chamado de evento de interrupção da maré (ou TDE), e o primeiro para o Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA (mais comumente chamado de TESS).

O marco foi alcançado com a ajuda de uma rede mundial de telescópios robóticos sediados na The Ohio State University chamados ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae). Astrônomos dos Observatórios Carnegie, Ohio State e outros publicaram suas descobertas hoje em The Astrophysical Journal .

"Temos monitorado de perto as regiões do céu onde o TESS está observando com nossos telescópios ASAS-SN, mas tivemos muita sorte com este evento em que o pedaço do céu onde TESS está continuamente observando é pequeno, e nisso aconteceu de ser um dos TDEs mais brilhantes que vimos, "disse Patrick Vallely, co-autor do estudo e bolsista de pesquisa de pós-graduação da National Science Foundation no estado de Ohio. "Devido à rápida descoberta ASAS-SN e aos incríveis dados TESS, pudemos ver essa TDE muito antes do que vimos outras - ela nos dá uma nova visão de como as TDEs se formam. "

Os eventos de interrupção da maré acontecem quando uma estrela fica muito perto de um buraco negro. Dependendo de uma série de fatores, incluindo o tamanho da estrela, o tamanho do buraco negro e quão perto a estrela está do buraco negro, o buraco negro pode absorver a estrela ou separá-la em uma longa, fio tipo espaguete.

"Os dados do TESS nos permitem ver exatamente quando esse evento destrutivo, denominado ASASSN-19bt, começou a ficar mais brilhante, que nunca fomos capazes de fazer antes, "disse Thomas Holoien, um Carnegie Fellow no Carnegie Observatories em Pasadena, Califórnia, que obteve seu Ph.D. no estado de Ohio. "Porque descobrimos a interrupção da maré rapidamente com o ASAS-SN terrestre, fomos capazes de disparar observações de acompanhamento de múltiplos comprimentos de onda nos primeiros dias. Os primeiros dados serão incrivelmente úteis para modelar a física dessas explosões. "

ASAS-SN foi o primeiro sistema a ver que um buraco negro estava destruindo uma estrela. Holoien estava trabalhando no Observatório Las Campanas no Chile em 29 de janeiro 2019, quando ele recebeu um alerta de um dos telescópios robóticos do ASAS-SN na África do Sul. Holoien treinou dois telescópios Las Campanas no evento de interrupção das marés e então solicitou observações de acompanhamento por outros telescópios ao redor do mundo.

O TESS já estava monitorando a parte exata do céu onde o telescópio ASAS-SN descobriu o evento de interrupção da maré. Não foi apenas boa sorte que os telescópios e o satélite se alinharam - após o lançamento do TESS em julho de 2018, a equipe por trás do ASAS-SN dedicou mais tempo dos telescópios do ASAS-SN às partes do céu que o TESS estava observando.

Mas foi uma sorte que o evento de interrupção da maré aconteceu nas linhas de visão dos sistemas, disse Chris Kochanek, professor de astronomia no estado de Ohio.

As interrupções das marés são raras, ocorrendo uma vez a cada 10, 000 a 100, 000 anos em uma galáxia do tamanho da Via Láctea. Supernovas, por comparação, acontecem a cada 100 anos ou mais. Os cientistas observaram cerca de 40 eventos de interrupção das marés ao longo da história (ASAS-SN vê alguns por ano). Os eventos são raros, Kochanek disse, principalmente porque as estrelas precisam estar muito perto de um buraco negro - aproximadamente a distância que a Terra está de nosso próprio sol - para criar um.

"Imagine que você está no topo de um arranha-céu no centro, e você joga uma bola de gude do topo, e você está tentando fazer com que ele desça por um buraco em uma tampa de bueiro, "disse ele." É mais difícil do que isso. "

E porque ASAS-SN detectou o evento de interrupção da maré cedo, Holoien conseguiu treinar telescópios adicionais no evento, capturando uma aparência mais detalhada do que poderia ser possível antes. Os astrônomos poderiam então olhar para os dados do TESS, que, porque veio de um satélite no espaço, não estava disponível até algumas semanas após o evento - para ver se eles conseguiriam identificar o evento antes do evento. Os dados do TESS significaram que eles puderam ver sinais do evento de interrupção da maré em dados de cerca de 10 dias antes de ocorrer.

"Os primeiros dados do TESS nos permitem ver a luz muito perto do buraco negro, muito mais perto do que pudemos ver antes, "Vallely disse." Eles também nos mostram que o aumento de brilho do ASASSN-19bt foi muito suave, o que nos ajuda a dizer que o evento foi uma interrupção da maré e não outro tipo de explosão, como do centro de uma galáxia ou uma supernova. "

A equipe de Holoien usou dados de UV do Observatório Neil Gehrels Swift da NASA - o mais antigo visto de uma interrupção da maré - para determinar que a temperatura caiu cerca de 50%, por volta de 71, 500 a 35, 500 graus Fahrenheit (40, 000 a 20, 000 graus Celsius), ao longo de alguns dias. É a primeira vez que uma queda de temperatura tão precoce foi vista em uma interrupção da maré antes, embora algumas teorias tenham previsto isso, Holoien disse.

Mais típico para esse tipo de evento foi o baixo nível de emissão de raios-X visto por Swift. Os cientistas não entendem completamente por que as interrupções das marés produzem tantas emissões de UV e tão poucos raios-X.

Os astrônomos acham que o buraco negro supermassivo que gerou o ASASSN-19bt pesa cerca de 6 milhões de vezes a massa do sol. Ele fica no centro de uma galáxia chamada 2MASX J07001137-6602251 localizada a cerca de 375 milhões de anos-luz de distância na constelação de Volans. A estrela destruída pode ter sido semelhante em tamanho ao nosso sol.