Captados os “gritos” finais de uma estrela dilacerada por um buraco negro

M. Weiss / CXC / NASA

Impressão de artista que mostra gás quente a orbitar num disco que rodeia um buraco negro de rápida rotação. A mancha alongada ilustra uma brilhante região em raios-X, que permite com que a rotação do buraco negro possa ser estimada.

Através do observatório espacial XMM-Newton da ESA, os astrónomos estudaram um buraco negro que devorava uma estrela e descobriram um sinal estável excecionalmente brilhante que lhes permitiu determinar a velocidade de rotação do buraco negro.

Pensa-se que os buracos negros se escondam no centro de todas as galáxias massivas espalhadas pelo Universo, e estão inextricavelmente ligados às propriedades das suas galáxias hospedeiras. Como tal, quanto mais soubermos sobre estes gigantes mais podemos compreender como as galáxias evoluem com o tempo.

A gravidade de um buraco negro é extrema e pode dilacerar estrelas que se aproximem demais. Os detritos destas estrelas rasgadas espiralam na direção do buraco negro, aquecem e emitem intensos raios-X.

Apesar do grande número de buracos negros que se pensa existir no cosmos, muitos estão inativos e, portanto, são difíceis de estudar. No entanto, a cada poucas centenas de milhares de anos, prevê-se que uma estrela passe perto o suficiente de um determinado buraco negro para ser destruída.

Isto fornece uma breve janela de oportunidade para medir algumas propriedades fundamentais do buraco negro, como a sua massa e a velocidade de rotação.

“É muito difícil restringir a rotação de um buraco negro, já que os efeitos de rotação só emergem muito perto do próprio buraco negro, onde a gravidade é intensamente forte e difícil de ver claramente,” afirma Dheeraj Pasham do Instituto Kavli para Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT em Massachusetts, e autor principal do novo estudo, publicado recentemente na Science.

“No entanto, os modelos mostram que a massa de uma estrela despedaçada se instala numa espécie de disco interno que liberta raios-X. Nós teorizámos que a descoberta de instâncias de discos especialmente brilhantes seria uma boa maneira de restringir a rotação de um buraco negro, mas as observações de tais eventos não foram suficientemente sensíveis para explorar em detalhe essa região de forte gravidade”, até agora.

Dheeraj e colegas estudaram um evento chamado ASASSN-14li.

ASASSN-14li foi descoberto pelo levantamento terrestre ASASSN (All-Sky Automated Survey for SuperNovae) no dia 22 de novembro de 2014. O buraco negro ligado ao evento é pelo menos um milhão de vezes mais massivo que o Sol.

“ASASSN-14li é apelidado de ‘Pedra de Roseta’ destes eventos,” acrescenta Dheeraj. “Todas as suas propriedades são características deste tipo de evento, e já foi estudado por todos os principais telescópios de raios-X atualmente em operação.”

Usando observações de ASASSN-14li pelo XMM-Newton da ESA e pelos observatórios Chandra e Swift da NASA, os cientistas procuraram um sinal que fosse estável e mostrasse um padrão de ondas característico que geralmente ocorre quando um buraco negro recebe um influxo súbito de massa – como quando devora uma estrela passageira.

Eles detetaram um sinal surpreendentemente intenso de raios-X que oscilou durante um período de 131 segundos e durante muito tempo: 450 dias.

Combinando este sinal com informação sobre a massa e tamanho do buraco negro, os astrónomos descobriram que o buraco negro deve estar a girar rapidamente – a mais de 50% da velocidade da luz – e que o sinal vinha das suas regiões mais internas.

“É uma descoberta excecional: nunca tinha sido observado um sinal tão brilhante, tão estável, por tanto tempo, na vizinhança de qualquer buraco negro,” realça Alessia Franchini da Universidade de Milão, na Itália.

“Além disso, o sinal vem de muito perto do horizonte de eventos do buraco negro – para lá deste ponto, não conseguimos observar nada, pois a gravidade é tão forte que nem a luz pode escapar.”

O estudo demonstra uma nova maneira de medir a rotação de buracos negros supermassivos: observando a sua atividade quando interrompem a passagem de estrelas com a sua gravidade.

Tais eventos também nos podem ajudar a compreender aspetos da teoria da relatividade geral; embora já tenha sido explorada extensivamente na gravidade “normal”, ainda não é totalmente compreendida em regiões onde a gravidade é excecionalmente forte.

“O XMM-Newton é incrivelmente sensível a estes sinais, mais do que qualquer outro telescópio de raios-X,” comenta Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA. “O satélite fornece as exposições longas, ininterruptas e detalhadas que são cruciais para detetar sinais como este.

“Estamos apenas a começar a entender a física complexa aqui em ação. Ao descobrirmos casos em que a massa de uma estrela dilacerada brilha intensamente, podemos construir um censo dos buracos negros no Universo e investigar como a matéria se comporta em algumas das áreas e condições mais extremas do cosmos.”

// CCVAlg

PARTILHAR

2 COMENTÁRIOS

RESPONDER

Os portugueses dormem pouco e mal

Os portugueses estão a descansar poucas horas, dormindo em média menos de seis horas diárias, com reflexos negativos na vida ativa e social, disse esta sexta-feira o presidente da Associação Portuguesa do Sono (APS), Joaquim …

Vaticano destitui ex-cardeal dos Estados Unidos por acusações de abusos sexuais

A Congregação para a Doutrina da Fé expulsou do sacerdócio o ex-cardeal e arcebispo emérito de Washington Theodore McCarrick depois de este ser acusado de abusos sexuais de menores e seminaristas, anunciou o Vaticano. Num comunicado, …

Maré de água suja atingiu a já debilitada Grande Barreira de Coral

Um enorme manto de água poluída oriunda das recentes inundações que se registaram no nordeste da Austrália penetrou em partes da já debilitada Grande Barreira de Coral, o maior recife de coral do mundo. Estas camadas …

É oficial: Pedro Marques é o cabeça-de-lista socialista às europeias

O atual ministro do Planeamento e das Infra-estruturas, Pedro Marques, é o cabeça de lista dos socialistas às eleições europeias. Era uma notícia já avançada por vários órgãos de comunicação social e hoje António Costa confirmou-a. …

Governo espanhol aprova ordem de exumação de Franco

O Governo espanhol aprovou a ordem para exumar o ditador Francisco Franco do seu atual lugar de enterro, o monumento do Vale dos Caídos, medida à qual a família ainda se opõe. Os familiares de Franco …

Sonda da NASA aperta órbita em preparação para a missão Marte 2020

A missão MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) da agência espacial norte-americana, já com 4 anos, está a embarcar numa nova campanha para apertar a sua órbita em torno de Marte. A operação vai reduzir …

Trump precisa de oito milhões de dólares para o muro e a Casa Branca explica onde os vai buscar

A Casa Branca identificou esta sexta-feira os fundos federais que serão utilizados pela administração de Donald Trump para conseguir financiar a construção do muro na fronteira com o México. O Presidente norte-americano declarou esta sexta-feira estado …

Desativação de bomba da II Guerra Mundial paralisa e evacua Paris

Mais de mil moradores e trabalhadores evacuados, comboios urbanos, nacionais e internacionais cancelados, estradas fechadas, rotas de autocarro desviadas e pelo menos uma estação de metro encerrada em Paris. Também o bairro de porte de La …

Pouco se sabe sobre a morte de Khashoggi. Mas há um homem que diz ter muito para contar

Neste momento, as informações aparecem a conta-gotas. Foi a estratégia usada pelas autoridades turcas, desde o primeiro momento, para gerir a forma como revelaram informações sobre o assassinato de Jamal Khashoggi. Khashoggi morreu dentro do consulado …

Enfermeiros marcam greve nacional para 8 de março

A Associação Sindical Portuguesa dos Enfermeiros (ASPE) vai decretar greve nacional para dia 8 de março, para permitir a participação dos profissionais numa marcha em homenagem à enfermagem que está programada para Lisboa. O anúncio foi …