Os astrônomos determinaram a fonte de um raio-X incrivelmente brilhante, sinal óptico e de rádio que aparece do outro lado do Universo.
Por Universidade de Birmingham com informações de Live Science.
O sinal, chamado AT 2022cmc, foi descoberto no início deste ano pela Zwicky Transient Facility, na Califórnia. Descobertas publicadas na Nature Astronomy sugerem que é provável que seja um jato de matéria, saindo de um buraco negro supermassivo próximo à velocidade da luz.
A equipe, incluindo pesquisadores do MIT e da Universidade de Birmingham, acredita que o jato é o produto de um buraco negro que de repente começou a devorar uma estrela próxima, liberando uma enorme quantidade de energia no processo. Suas descobertas podem lançar uma nova luz sobre como os buracos negros supermassivos se alimentam e crescem.
Os astrônomos observaram outros “eventos de ruptura de maré”, ou TDEs, nos quais uma estrela passageira é dilacerada pelas forças de maré de um buraco negro. No entanto, AT 2022cmc é mais brilhante do que qualquer TDE descoberto até o momento e também é o TDE mais distante já detectado, a cerca de 8,5 bilhões de anos-luz de distância.
A equipe mediu a distância até o AT 2022cmc usando o Very Large Telescope do European Southern Observatory, no Chile.
Dr Matt Nicholl, professor associado da Universidade de Birmingham, disse: “Nosso espectro nos disse que a fonte era quente: cerca de 30.000 graus, o que é típico para um TDE. Mas também vimos alguma absorção de luz pela galáxia onde este evento ocorreu. Estas linhas de absorção foram altamente deslocadas para comprimentos de onda mais vermelhos, dizendo-nos que esta galáxia estava muito mais longe do que esperávamos!”
Como um evento tão distante pode aparecer tão brilhante em nosso céu? A equipe diz que o jato do buraco negro pode estar apontando diretamente para a Terra, fazendo com que o sinal pareça mais brilhante do que se o jato estivesse apontando em qualquer outra direção. O efeito é “aumento de Doppler” e é semelhante ao som amplificado de uma sirene passando.
AT 2022cmc é o quarto TDE intensificado por Doppler já detectado e o primeiro evento desse tipo observado desde 2011. É também o primeiro TDE aprimorado descoberto usando uma pesquisa óptica do céu. À medida que telescópios mais poderosos forem lançados nos próximos anos, eles revelarão mais TDEs, que podem lançar luz sobre como os buracos negros supermassivos crescem e moldam as galáxias ao seu redor.
Após a descoberta inicial do AT 2022cmc, a equipe se concentrou no sinal usando o Neutron star Interior Composition ExploreR (NICER), um telescópio de raios-X que opera a bordo da Estação Espacial Internacional.
“As coisas pareciam bastante normais nos primeiros três dias”, lembra Dheeraj “DJ” Pasham, que foi o primeiro autor do estudo. “Então nós olhamos para ele com um telescópio de raios-X, e o que descobrimos foi que a fonte era 100 vezes mais poderosa do que o mais poderoso brilho pós-explosão de raios gama”.
Normalmente, esses flashes brilhantes no céu são explosões de raios gama – jatos extremos de emissões de raios-X que são expelidos do colapso de estrelas massivas.
O Dr. Benjamin Gompertz, professor assistente da Universidade de Birmingham, liderou a análise de comparação de rajadas de raios gama. “Explosões de raios gama são os suspeitos habituais para eventos como este.” ele disse. “No entanto, por mais brilhantes que sejam, há apenas um limite de luz que uma estrela em colapso pode produzir. Como AT 2022cmc era tão brilhante e durou tanto tempo, sabíamos que algo realmente gigantesco deveria estar alimentando-o – um buraco negro supermassivo.”
Acredita-se que a atividade extrema de raios-X seja alimentada por um “episódio de acreção extrema” quando a estrela fragmentada cria um redemoinho de detritos ao cair no buraco negro. De fato, a equipe descobriu que a luminosidade de raios-X do AT 2022cmc era comparável, embora mais brilhante do que, três TDEs detectados anteriormente.
“Provavelmente está engolindo a estrela a uma taxa de metade da massa do sol por ano”, estima Pasham. “Muitas dessas perturbações de maré acontecem no início, e fomos capazes de capturar esse evento logo no início, dentro de uma semana após o buraco negro começar a se alimentar da estrela”.
“Esperamos muitos mais desses TDEs no futuro”, acrescenta o co-autor Matteo Lucchini. “Então poderemos dizer, finalmente, como exatamente os buracos negros lançam esses jatos extremamente poderosos.”
Outros cientistas de Birmingham que contribuíram para este artigo foram o Dr. Graham Smith, a Dra. Samantha Oates e os pesquisadores PhD Aysha Aamer, Evan Ridley e Xinyue Sheng.
Vídeo: https://youtu.be/MQHdSbxuznY
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade de Birmingham.
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Referência do periódico :
Pasham, DR, Lucchini, M., Laskar, T. et al. O nascimento de um jato relativístico após a ruptura de uma estrela por um buraco negro cosmológico . Nat Astron , 2022 DOI: 10.1038/s41550-022-01820-x
