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De acordo com o astrônomo Igor Andreoni, da Universidade de Maryland, várias coisas acontecem: primeiro, a estrela é violentamente dilacerada pelas forças gravitacionais das marés do buraco negro – semelhante à forma como a Lua puxa as marés da Terra, mas com maior força. Então, pedaços da estrela são capturados em um disco girando rapidamente orbitando o buraco negro. Finalmente, o buraco negro consome o que resta da estrela condenada no disco. Isso é o que os astrônomos chamam de evento de ruptura de maré (TDE).
Mas, em alguns casos extremamente raros, o buraco negro supermassivo lança “jatos relativísticos” – feixes de matéria viajando perto da velocidade da luz – depois de destruir uma estrela. Andreoni, que é um associado de pós-doutorado no Departamento de Astronomia da UMD e NASA Goddard Space Flight Center, descobriu um desses casos com sua equipe na pesquisa Zwicky Transient Facility (ZTF) em fevereiro de 2022. Depois que o grupo anunciou publicamente o avistamento, o evento foi denominado “AT2022cmc.” A equipe publicou suas descobertas na revista Natureza em 30 de novembro de 2022.
“A última vez que os cientistas descobriram um desses jatos foi há mais de uma década”, disse Michael Coughlin, professor assistente de astronomia na Universidade de Minnesota Twin Cities e co-líder do projeto. “A partir dos dados que temos, podemos estimar que jatos relativísticos são lançados em apenas 1% desses eventos destrutivos, tornando o AT2022cmc uma ocorrência extremamente rara. Na verdade, o flash luminoso do evento está entre os mais brilhantes já observados.”
Antes do AT2022cmc, os dois únicos TDEs previamente conhecidos foram descobertos por meio de missões espaciais de raios gama, que detectam as formas de radiação de alta energia produzidas por esses jatos. Como a última descoberta foi feita em 2012, novos métodos foram necessários para encontrar mais eventos dessa natureza. Para ajudar a atender a essa necessidade, Andreoni e sua equipe implementaram uma nova tática de “quadro geral” para encontrar o AT2022cmc: levantamentos ópticos baseados no solo ou mapas gerais do céu sem alvos observacionais específicos. Usando o ZTF, um levantamento do céu de campo amplo feito pelo Telescópio Samuel Oschin na Califórnia, a equipe foi capaz de identificar e estudar de forma única o buraco negro de aparência adormecida.
“Desenvolvemos um pipeline de dados de código aberto para armazenar e extrair informações importantes da pesquisa da ZTF e nos alertar sobre eventos atípicos em tempo real”, explicou Andreoni. “A análise rápida dos dados da ZTF, o equivalente a um milhão de páginas de informações todas as noites, nos permitiu identificar rapidamente o TDE com jatos relativísticos e fazer observações de acompanhamento que revelaram uma luminosidade excepcionalmente alta em todo o espectro eletromagnético, do X- raios milimétricos e rádio.”
Observações de acompanhamento com muitos observatórios confirmaram que AT2022cmc estava desaparecendo rapidamente e o Very Large Telescope do ESO revelou que AT2022cmc estava a uma distância cosmológica, 8,5 bilhões de anos-luz de distância.
Imagens ópticas/infravermelhas do Telescópio Espacial Hubble e observações de rádio do Very Large Array apontaram a localização de AT2022cmc com extrema precisão. Os pesquisadores acreditam que o AT2022cmc estava no centro de uma galáxia que ainda não é visível porque a luz do AT2022cmc a superou, mas futuras observações espaciais com os telescópios espaciais Hubble ou James Webb podem revelar a galáxia quando o transiente eventualmente desaparecer.
Ainda é um mistério por que alguns TDEs lançam jatos enquanto outros não. A partir de suas observações, Andreoni e sua equipe concluíram que os buracos negros em AT2022cmc e outros TDEs com jatos semelhantes provavelmente estão girando rapidamente para alimentar os jatos extremamente luminosos. Isso sugere que uma rápida rotação do buraco negro pode ser um ingrediente necessário para o lançamento de jatos – uma ideia que aproxima os pesquisadores da compreensão da física de buracos negros supermassivos no centro de galáxias a bilhões de anos-luz de distância.
“A astronomia está mudando rapidamente”, disse Andreoni. “Mais pesquisas ópticas e infravermelhas de todo o céu estão agora ativas ou logo estarão online. Os cientistas podem usar o AT2022cmc como um modelo para o que procurar e encontrar mais eventos perturbadores de buracos negros distantes. Isso significa que, mais do que nunca, a mineração de big data é uma ferramenta importante para avançar nosso conhecimento do universo.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Maryland. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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