Quando uma estrela infeliz se aventura muito perto de um dos buracos negros supermassivos que espreitam no centro das galáxias, ela é rasgada em pedaços e esticada como espaguete. Neste chamado evento de ruptura das marés (TDE), o buraco negro se alimenta dos restos estelares, que envolvem a barriga do buraco negro em um disco de acreção. Durante a festa, o buraco negro pode brilhar mais do que uma supernova por meses, antes de retornar a um estado silencioso de hibernação.
Ou então a história geralmente vai.
O monitoramento contínuo por astrônomos pacientes agora revelou alguns casos em que os buracos negros acordam e expelem matéria e energia, enviando rajadas de ondas de rádio em direção à Terra meses ou mesmo anos após o TDE inicial. “O que é incrivelmente incomum sobre [these events] é que os objetos voltaram à vida, como um zumbi”, diz Enrico Ramirez-Ruiz, astrofísico teórico da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz. “Isso está realmente desafiando o paradigma.”
Os astrônomos não têm certeza do que está desencadeando as explosões atrasadas, mas eles acham que as emissões podem ajudar a explicar os misteriosos mecanismos pelos quais os buracos negros convertem o material estelar em jatos poderosos que saem de seus polos. “Ele está nos dizendo algo sobre a física do motor central que, de outra forma, está escondido de nós”, diz Sasha Tchekhovskoy, astrofísico computacional da Northwestern University. “Esses jatos podem explodir galáxias inteiras, então é um processo muito importante na evolução das galáxias.”
A maioria das poucas dezenas de TDEs conhecidos foram detectados a partir da luz óptica ou raios-x emitidos na festa inicial. Mas, “o rádio está agora desempenhando um papel muito importante” na compreensão dos TDEs, diz o astrônomo Igor Andreoni, do Joint Space-Science Institute. Os buracos negros geram ondas de rádio expelindo plasma – bombeando-o em jatos polares ou expelindo material que colide com o gás circundante. Mas esses fluxos normalmente ocorrem durante um TDE, logo após o buraco negro rasgar sua refeição.
Em fevereiro de 2021, no entanto, Assaf Horesh, astrofísico da Universidade Hebraica de Jerusalém, descobriu uma explosão de rádio que veio 6 meses após o TDE inicial. Então, em 30 de junho, Yvette Cendes, astrônoma do Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, relatou ter encontrado outra erupção atrasada em uma pré-impressão postada no arXiv. Usando vários observatórios, ela e seus colegas documentaram um pico rápido na atividade de rádio que foi lançado mais de 2 anos após o lanche inicial do buraco negro. “É um caso bastante excepcional”, diz Cendes.
O estudante de pós-graduação de Horesh, Itai Sfaradi, pode ter captado um terceiro exemplo. Reanalisando um TDE previamente vistoSfaradi afirma na edição de 10 de julho de O Jornal Astrofísico que ele encontrou emissões de rádio atrasadas em combinação com um flare de raios-x. Essas emissões em tandem às vezes são vistas nos chamados binários de raios-x – nos quais buracos negros do tamanho de uma estrela sugam gás de uma estrela emparelhada – sugerindo que os mecanismos podem estar relacionados, diz Horesh.
Mudanças no disco de acreção do buraco negro alimentam os surtos de binários de raios-x, e Ramirez-Ruiz acha que a mesma coisa pode estar acontecendo com os buracos negros supermassivos, meses após um TDE. Nesse cenário, o gás espaguetificado de uma estrela se acumula mais lentamente ao longo do tempo, permitindo que o disco de acreção fique mais frio e mais fino. Eventualmente, o disco enfraquece o suficiente para abrir um caminho de escape que permite que as linhas do campo magnético do buraco negro lancem material do disco para o espaço, onde ele colide com o gás circundante e produz rajadas de rádio.
Tchekhovskoy concorda — e ele tem modelos que demonstram o comportamento. Ele e seus colegas fizeram simulações de computador da evolução do disco de acreção e descobriram que podem chegar a um estado Goldilocks em que os jatos podem se formar de forma eficiente. O momento chave vem quando o disco de acreção ainda é denso o suficiente para alimentar jatos, mas não tão denso a ponto de reabsorver as ondas de rádio geradas. Talvez seja por isso que estamos vendo essas explosões atrasadas, diz ele – “Estamos apenas esperando que o gás tenha a densidade certa”.
Mais pistas podem surgir se pesquisas de rádio de campo amplo puderem capturar outros despertares de zumbis. O Very Large Array, um complexo de telescópios no Novo México, deve escanear os céus pela terceira vez no próximo ano, e o Australian Square Kilometer Array Pathfinder lançará uma pesquisa completa do céu ainda este ano. Tanto Cendes quanto Horesh planejam realizar pesquisas de rádio de acompanhamento de TDEs usando esses observatórios, entre outros. Em trabalho inédito, Cendes acha que já encontrou vários outros candidatos.
Descobrir uma população maior desses TDEs com explosões atrasadas abriria um laboratório natural, permitindo que os teóricos investigassem o comportamento dos buracos negros sob uma ampla gama de condições, diz Ramirez-Ruiz. Para os físicos, diz ele, “a gastronomia dos buracos negros realmente oferece um novo playground”.
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