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"Refeição" de buraco negro quebra recorde de duração e tamanho


Imagem ilustra o que os astrônomos chamam de "evento de ruptura de maré".
Crédito: ilustração - CXC/M. Weiss; raios-X - NASA/CXC/UNH/D. Lin et al, óptico - CFHT

Segundo os astrônomos, um buraco negro gigante rasgou uma estrela e depois engoliu os seus restos durante aproximadamente uma década. Esta duração é mais de dez vezes superior a qualquer episódio observado da morte de uma estrela por um buraco negro.

Os investigadores fizeram esta descoberta usando dados do Observatórios de raios-X Chandra da NASA e o satélite Swift bem como o XMM-Newton da ESA.

O trio de telescópios de raios-X em órbita encontrou evidências de um "evento de rutura de maré", onde as forças de maré, devido à intensa gravidade do buraco negro, podem destruir um objeto - como uma estrela - que vagueia demasiado perto. Durante um evento de rutura de maré, alguns dos detritos estelares são lançados para fora a altas velocidades, enquanto o resto cai na direção do buraco negro. À medida que viaja para dentro, para ser ingerido pelo buraco negro, o material aquece até milhões de graus e gera um brilho distinto em raios-X.

"Nós testemunhamos a morte espetacular e prolongada de uma estrela," comenta Dacheng Lin da Universidade de New Hampshire em Durham, New Hampshire, EUA, que liderou o estudo. "Desde a década de 1990 que foram detetados dúzias de eventos de rutura de maré, mas nenhum que tivesse permanecido brilhante tanto tempo quanto este."

A extraordinariamente longa fase de brilho do evento, mais de dez anos, significa que entre os eventos de rutura de maré estudados, este ou contou com a estrela mais massiva destruída completamente durante o evento, ou foi o primeiro onde uma estrela pequena foi completamente despedaçada.

A fonte de raios-X que contém este buraco negro alimentado à força, conhecida pelo nome abreviado de XJ1500+0154, está localizada numa pequena galáxia a cerca de 1,8 bilhões de anos-luz da Terra.

A fonte não foi detetada numa observação do Chandra de 2 de abril de 2005, mas foi detetada numa observação do XMM-Newton no dia 23 de julho de 2005 e atingiu o pico de brilho numa observação do Chandra de 5 de junho de 2008. Estas observações mostram que a fonte se tornou, pelo menos, 100 vezes mais brilhante em raios-X. Desde então, o Chandra, Swift e XMM-Newton observaram-na várias vezes.

A visão nítida, em raios-X, dos dados do Chandra, mostra que XJ1500+0154 está localizada no centro da sua galáxia hospedeira, o local esperado de um buraco negro supermassivo.

Os dados de raios-X também indicam que a radiação do material que rodeia este buraco negro tem superado, consistentemente, o chamado limite de Eddington, definido por um equilíbrio entre a pressão de saída da radiação do gás quente e o puxo da gravidade do buraco negro.

"Durante a maior parte do tempo que observamos este objeto, este tem crescido rapidamente," afirma o coautor James Guillochon do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, no estado norte-americano de Massachusetts. "Isto diz-nos algo invulgar: uma estrela com o dobro da massa do nosso Sol está a alimentar o buraco negro."

A conclusão de que os buracos negros supermassivos podem crescer graças a eventos de rutura de maré e, quem sabe, por outros meios, a velocidades acima das correspondentes ao limite de Eddington, tem implicações importantes. Este rápido crescimento pode ajudar a explicar como os buracos negros supermassivos foram capazes de atingir massas cerca de mil milhões vezes superiores à do Sol quando o Universo tinha apenas 1 bilhão de anos.

"Este evento mostra que os buracos negros podem, realmente, crescer a ritmos extraordinariamente altos," salienta a coautora Stefanie Komossa da Universidade Normal QianNan para Nacionalidades em Duyun, China. "Isto pode ajudar a entender a formação dos buracos negros precoces."

Com base nos modelos dos cientistas, a fonte de alimentação do buraco negro deverá reduzir significativamente na próxima década. Isto resultará no desvanecimento de XJ1500+0154, em raios-X, ao longo dos próximos anos.

O artigo que descreve estes resultados foi publicado na edição de 6 de fevereiro da revista Nature Astronomy e está disponível online.

FONTE: http://www.ccvalg.pt

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