Astrônomos fascinados quando um buraco negro faminto acorda e começa a se alimentar

No centro de quase todas as galáxias existe um monstro gigante: um buraco negro supermassivo que tem dezenas de milhares ou mesmo milhões de vezes a massa do Sol. Mas nem todos esses monstros são iguais: alguns são calmos e quietos, enquanto outros são ativos e devoram rapidamente o material ao seu redor. Agora, os astrônomos estão observando de perto um buraco negro que está “acordando” e passando de um estado inativo para um estado ativo, à medida que começa a devorar matéria próxima.

O buraco negro no coração da galáxia SDSS1335+0728, localizado a 300 milhões de anos-luz de distância, permaneceu silencioso durante décadas, pois consumia pouca matéria e estava em estado inativo. Mas recentemente ele acendeu de repente e começou a emitir raios X ao acordar e começar a se alimentar.

Os astrônomos têm observado o buraco negro usando um telescópio da Agência Espacial Europeia (ESA) chamado XMM-Newton, bem como os telescópios NICER, Chandra e Swift da NASA.

“Este evento raro oferece aos astrónomos a oportunidade de observar o comportamento de um buraco negro em tempo real, utilizando telescópios espaciais de raios X”, disse a investigadora principal Lorena Hernández-García, da Universidade de Valparaíso. "Este fenómeno é conhecido como erupção quase periódica, ou QPE. As QPE são eventos de erupção de curta duração. E esta é a primeira vez que observamos um evento deste tipo num buraco negro que parece estar a despertar."

O centro brilhante desta galáxia foi apelidado de “Ansky” e os astrónomos têm-no observado desde 2019. Ainda não sabem o que faz com que um buraco negro se ligue desta forma, e é uma rara oportunidade de estudar um buraco negro a sair do seu sono – e este é especialmente poderoso.

“As rajadas de raios X de Ansky são dez vezes mais longas e dez vezes mais luminosas do que as que vemos em um QPE típico”, disse o pesquisador Joheen Chakraborty, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. "Cada uma destas erupções está a libertar cem vezes mais energia do que vimos noutros lugares. As erupções de Ansky também mostram a cadência mais longa alguma vez observada, de cerca de 4,5 dias. Isto leva os nossos modelos aos seus limites e desafia as nossas ideias existentes sobre como estes flashes de raios X estão a ser gerados."

Os buracos negros normalmente emitem raios X porque a matéria que gira em torno deles, numa região chamada disco de acreção, fica extremamente quente. Mas estas explosões de energia são tão fortes que sugerem que algo diferente está a acontecer: talvez um objeto como uma estrela ou um buraco negro mais pequeno esteja a ser puxado para dentro do disco de acreção e a causar uma onda de choque no material circundante, criando uma explosão de raios-X.

Os pesquisadores esperam que, continuando a observar a forma como Ansky evolui, possam obter mais informações ao longo do tempo. “Para os QPEs, ainda estamos no ponto em que temos mais modelos do que dados, e precisamos de mais observações para compreender o que está a acontecer,” disse Erwan Quintin, investigador da ESA e astrónomo de raios X.

"Pensamos que os QPEs eram o resultado de pequenos objetos celestes sendo capturados por objetos muito maiores e descendo em espiral em direção a eles. As erupções de Ansky parecem estar nos contando uma história diferente."

A pesquisa é publicada na revista Nature Astronomy .