SWIFT mapeia "ESPIRAL DA MORTE" de uma estrela em direção a buraco negro

Impressão de artista da rutura de maré ASASSN-14li.Crédito: NASA/CXC/U. Michigan/J. Miller et al.; ilustração: NASA/CXC/M. Weis

Há cerca de 290 milhões de anos atrás, uma estrela muito parecida com o Sol vagueou demasiado perto do buraco negro central da sua galáxia. As marés intensas rasgaram a estrela, o que produziu um surto de radiação visível, ultravioleta e raios-X que chegou à Terra em 2014. Agora, uma equipa de cientistas usou observações do satélite Swift da NASA para mapear como e onde estes vários comprimentos de onda foram produzidos no evento, denominado ASASSN-14li, enquanto os destroços da estrela desintegrada orbitavam o buraco negro.

"Descobrimos mudanças de brilho em raios-X que ocorreram cerca de um mês após alterações semelhantes no visível e no ultravioleta," comenta Dheeraj Pasham, astrofísico do MIT (Massachusetts Institute of Technology) em Cambridge, EUA, investigador principal do estudo. "Achamos que isso significa que a emissão ótica e ultravioleta surgiu longe do buraco negro, onde fluxos elípticos de matéria em órbita colidiram uns com os outros."

Os astrónomos pensam que o evento ASASSN-14li ocorreu quando uma estrela parecida com o Sol vagueou demasiado perto de um buraco negro com 3 milhões de vezes a massa do Sol, análogo com o que se encontra no centro da Via Láctea. Em comparação, o horizonte de eventos para um buraco negro como este é cerca de 13 vezes maior que o Sol, e o disco de acreção formado pela estrela desintegrada poderá estender-se a mais de duas vezes a distância entre a Terra e o Sol.

Impressão de artista que mostra o evento de rutura de maré ASASSN-14li, onde uma estrela vagueou demasiado perto de um buraco negro com 3 milhões de vezes a massa do Sol e foi dilacerada. Os detritos aglomeraram-se num disco de acreção em redor do buraco negro. Novos dados do satélite Swift da NASA mostram que a formação inicial do disco foi esculpida por interações entre fluxos de detritos de maré. Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

Quando uma estrela passa demasiado perto de um buraco negro com 10.000 vezes a massa do Sol, ou mais, as forças de maré superam a própria gravidade da estrela, convertendo o astro numa corrente de detritos. Os astrónomos chamam a isto um evento de rutura de maré. A matéria que cai na direção de um buraco negro acumula-se num disco de acreção giratório, onde se torna comprimida e é aquecida antes de eventualmente cair para lá do horizonte de eventos do buraco negro, o ponto a partir do qual nada consegue escapar e os astrónomos não conseguem observar. 

Os surtos de rutura de maré contêm informações importantes acerca de como estes detritos se instalam inicialmente num disco de acreção. Os astrónomos sabem que a emissão de raios-X nessas erupções surgem muito perto do buraco negro. Mas a localização da luz ótica e ultravioleta não era clara, era até intrigante. Em alguns dos eventos mais estudados, esta emissão parecia estar localizada muito mais longe do local onde as forças de maré do buraco negro conseguem fragmentar a estrela. Além disso, o gás que emite a luz parecia permanecer com temperaturas estáveis por muito mais tempo do que o esperado.

ASASSN-14li foi descoberto no dia 22 de novembro de 2014, em imagens obtidas pelo ASASSN (All Sky Automated Survey for SuperNovae), que inclui telescópios robóticos no Hawaii e no Chile. As observações de seguimento com os telescópios do Swift começaram oito dias depois e continuaram, a cada poucos dias, durante os nove meses seguintes. Os cientistas suplementaram observações posteriores do Swift com dados óticos do Observatório Las Cumbres, com sede em Goleta, Califórnia.

Num artigo que descreve os resultados, publicado dia 15 de março na revista The Astrophysical Journal Letters, Pasham, Cenko e colegas mostram como as interações entre a matéria em queda podem produzir a emissão ótica e ultravioleta observada. Os detritos de maré caem inicialmente em direção ao buraco negro, mas falham, arqueando para trás ao longo de órbitas elípticas e, eventualmente, colidindo com o fluxo de entrada.

"Os aglomerados de detritos que retornam atingem o fluxo de entrada, o que resulta em ondas de choque que emitem luz visível e luz ultravioleta," comenta Bradley Cenko, investigador principal do Swift e membro da equipa científica. "À medida que estes aglomerados caem para o buraco negro, também modulam a emissão de raios-X. Serão necessárias mais observações de outros eventos de rutura de maré futuros para esclarecer ainda mais a origem da luz ótica e da luz ultravioleta.

Fonte: Astronomia Online