Misteriosa faixa brilhante é um buraco negro apontando para a Terra

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(Foto: NASA/JPL-Caltech)
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O Zwicky Transient Facility, na Califórnia, descobriu o sinal no início deste ano, conhecido como AT 2022cmc. De acordo com descobertas publicadas recentemente na Nature Astronomy, provavelmente vem de um jato de matéria que está saindo de um buraco negro supermassivo a uma velocidade próxima à velocidade da luz.

A equipe, que também inclui pesquisadores do MIT e da Universidade de Birmingham, acredita que o jato é resultado de um buraco negro que de repente começou a devorar uma estrela próxima e liberar muita energia no processo. Suas descobertas podem fornecer novas informações sobre como os buracos negros supermassivos se reproduzem.

Outros “eventos de ruptura de maré”, ou TDEs, nos quais uma estrela passageira é dilacerada pelas forças de maré de um buraco negro, foram observados por astrônomos. No entanto, AT 2022cmc, que está a aproximadamente 8,5 bilhões de anos-luz de distância e é mais brilhante do que qualquer TDE já descoberto, também é o TDE mais distante já observado.

Usando o Very Large Telescope no European Southern Observatory no Chile, a equipe determinou a distância do AT 2022cmc.

O professor associado da Universidade de Birmingham, Dr. Matt Nicholl, afirmou: Sabíamos pelo nosso espectro que a fonte era quente: cerca de 30.000 graus, que é o que um TDE geralmente parece. No entanto, também observamos alguma absorção de luz pela galáxia que sediou este evento. O fato de que essas linhas de absorção estavam fortemente inclinadas na direção dos comprimentos de onda mais vermelhos indicava que essa galáxia estava muito mais distante do que o previsto!”

Como algo tão distante pode brilhar tanto em nosso céu? Segundo a equipe, o sinal pode ser mais brilhante do que se o jato estivesse apontando em qualquer outra direção porque o jato do buraco negro pode estar apontando diretamente para a Terra. O efeito é conhecido como “Reforço Doppler”, e soa como uma sirene que foi acelerada.

AT 2022cmc é o primeiro TDE impulsionado por Doppler desde 2011 e o quarto evento desse tipo já observado. Além disso, é o primeiro TDE impulsionado a ser encontrado por meio de uma pesquisa óptica do céu. Mais TDEs serão descobertos por telescópios mais poderosos nos próximos anos, lançando luz sobre como os buracos negros supermassivos crescem e moldam as galáxias ao seu redor.

A equipe usou o Neutron star Interior Composition ExploreR (NICER), um telescópio de raios-X na Estação Espacial Internacional, para estreitar o sinal após a descoberta inicial de AT 2022cmc.

Dheeraj “DJ” Pasham, o primeiro autor do estudo, lembra: “As coisas pareciam bastante normais nos primeiros três dias”. Depois disso, nós o examinamos com um telescópio de raios X, e o que descobrimos foi que a fonte era cem vezes mais poderosa do que o brilho residual mais poderoso de uma explosão de raios gama.”

Explosões de raios gama, jatos extremos de emissões de raios-X que saem do colapso de estrelas massivas, normalmente são responsáveis por esses flashes brilhantes no céu.

A análise de comparação de explosão de raios gama foi conduzida pelo professor assistente da Universidade de Birmingham, Dr. Benjamin Gompertz. O suspeito usual para tais eventos são explosões de raios gama.” Ele afirmou: No entanto, apesar de seu brilho, uma estrela em colapso só pode produzir tanta luz. durou tanto tempo.

Acredita-se que um “episódio de acreção extrema”, no qual a estrela fragmentada cria um redemoinho de detritos ao cair no buraco negro, seja a fonte da atividade extrema de raios-X. De fato, a equipe descobriu que a luminosidade de raios X do AT 2022cmc era comparável à de três TDEs descobertos anteriormente, apesar de ser mais brilhante.

De acordo com a estimativa de Pasham, “provavelmente está engolindo a estrela a uma taxa de metade da massa do sol por ano”. Uma semana depois de o buraco negro começar a se alimentar da estrela, pudemos observar essa interrupção inicial das marés, que ocorre com frequência.

Matteo Lucchini, coautor, acrescenta: “Esperamos muitos mais desses TDEs no futuro”. Depois disso, poderemos finalmente dizer como exatamente esses jatos extremamente poderosos são lançados por buracos negros.”

O Dr. Graham Smith, a Dra. Samantha Oates e os pesquisadores PhD Aysha Aamer, Evan Ridley e Xinyue Sheng estavam entre os cientistas de Birmingham que contribuíram para este artigo.

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