No centro de nossa galáxia, reside um Buraco Negro Supermassivo (SMBH) conhecido como Sagitário A. Com base nas observações em andamento, os astrônomos determinaram que essa SMBH mede 44 milhões de km (27,34 milhões de milhas) de diâmetro e tem uma massa estimada de 4,31 milhões de massas solares. Ocasionalmente, uma estrela vagará muito perto de Sag A e será destruída em um processo violento conhecido como evento de perturbação das marés (TDE).
Esses eventos causam a liberação de explosões brilhantes de radiação, que permitem aos astrônomos saber que uma estrela foi consumida. Infelizmente, durante décadas, os astrônomos foram incapazes de distinguir esses eventos de outros fenômenos galácticos. Mas, graças a um novo estudo realizado por uma equipe internacional de astrofísicos, os astrônomos agora têm um modelo unificado que explica observações recentes desses eventos extremos.
O estudo - que apareceu recentemente no Cartas astrofísicas do diário sob o título "Um modelo unificado para eventos de rompimento das marés" - foi liderada pela Dra. Jane Lixin Dai, física do Centro de Cosmologia Escura do Instituto Niels Bohr. A ela se juntaram membros do Instituto Conjunto de Ciências Espaciais da Universidade de Maryland e da Universidade da Califórnia em Santa Cruz (UCSC).
Como Enrico Ramirez-Ruiz - o professor e presidente de astronomia e astrofísica da UC Santa Cruz, o professor Niels Bohr da Universidade de Copenhague e co-autor do artigo - explicou em um comunicado de imprensa da UCSC:
"Somente na última década, fomos capazes de distinguir as EDTs de outros fenômenos galácticos, e o novo modelo nos fornecerá a estrutura básica para entender esses eventos raros."
Na maioria das galáxias, as SMBHs não consomem ativamente nenhum material e, portanto, não emitem luz, o que as distingue das galáxias que possuem Núcleos Galácticos Ativos (AGNs). Os eventos de perturbação das marés são, portanto, raros, ocorrendo apenas uma vez a cada 10.000 anos em uma galáxia típica. No entanto, quando uma estrela é despedaçada, resulta na liberação de uma quantidade intensa de radiação. Como o Dr. Dai explicou:
“É interessante ver como os materiais entram no buraco negro sob condições tão extremas. Como o buraco negro está comendo o gás estelar, uma vasta quantidade de radiação é emitida. A radiação é o que podemos observar e, usando-a, podemos entender a física e calcular as propriedades do buraco negro. Isso torna extremamente interessante procurar eventos de perturbação das marés. ”
Nos últimos anos, algumas dezenas de candidatos a eventos de perturbação das marés (TDEs) foram detectados usando pesquisas ópticas e de transientes UV de campo amplo, bem como telescópios de raios-X. Embora se espere que a física seja a mesma para todos os TDEs, os astrônomos observaram que algumas classes distintas de TDEs parecem existir. Enquanto alguns emitem principalmente raios-x, outros emitem principalmente luz visível e ultravioleta.
Como resultado, os teóricos têm se esforçado para entender as diversas propriedades observadas e criar um modelo coerente que possa explicar todas elas. Para o bem de seu modelo, Dai e seus colegas combinaram elementos da relatividade geral, campos magnéticos, radiação e hidrodinâmica dos gases. A equipe também contou com ferramentas computacionais de última geração e alguns grandes clusters de computadores adquiridos recentemente, financiados pela Fundação Villum para Jens Hjorth (chefe do DARK Cosmology Center), pela National Science Foundation dos EUA e pela NASA.
Usando o modelo resultante, a equipe concluiu que é o ângulo de visão do observador que explica as diferenças na observação. Essencialmente, diferentes galáxias são orientadas aleatoriamente em relação aos observadores da Terra, que vêem diferentes aspectos das EDTs, dependendo de sua orientação. Como explicou Ramirez-Ruiz:
“É como se houvesse um véu que cobre parte de uma fera. De alguns ângulos, vemos um animal exposto, mas de outros ângulos, vemos um animal coberto. O animal é o mesmo, mas nossas percepções são diferentes.
Nos próximos anos, espera-se que vários projetos de pesquisa planejados forneçam muito mais dados sobre EDTs, o que ajudará a expandir o campo de pesquisa sobre esse fenômeno. Isso inclui a pesquisa transitória do Young Supernova Experiment (YSE), que será liderada pelo Centro de Cosmologia DARK do Niels Bohr Institute e da UC Santa Cruz, e o Large Synoptic Survey Telescopes (LSST) sendo construído no Chile.
De acordo com o Dr. Dai, esse novo modelo mostra o que os astrônomos podem esperar ao visualizar TDEs de diferentes ângulos e permitirá que eles encaixem eventos diferentes em uma estrutura coerente. "Vamos observar centenas a milhares de eventos de rompimento das marés em alguns anos", disse ela. "Isso nos dará muitos" laboratórios "para testar nosso modelo e usá-lo para entender mais sobre buracos negros".
Essa compreensão aprimorada de como os buracos negros ocasionalmente consomem estrelas também fornecerá testes adicionais para a relatividade geral, pesquisa de ondas gravitacionais e ajudará os astrônomos a aprender mais sobre a evolução das galáxias.
