Do coração de uma galáxia a 215 milhões de anos-luz de distância, um flash de luz brilhante irrompeu no vazio do espaço – o último grito de luz de uma estrela moribunda ao se aproximar demais e ser separada por um buraco negro supermassivo.

É a morte mais próxima de uma estrela que já observamos, oferecendo uma visão sem precedentes do violento processo cósmico.

Embora capturar uma morte estelar por um buraco negro seja incomum, os astrônomos já observaram o suficiente para descobrir os traços gerais de como isso acontece. Quando uma estrela se aventura muito perto, a imensa força de maré do buraco negro – o produto de seu campo gravitacional – primeiro se estende e depois puxa a estrela com tanta força que ela se despedaça.

Este evento de interrupção de maré (TDE) libera um raio de luz brilhante antes que os fragmentos da estrela desintegrada desapareçam além do horizonte de eventos do buraco negro. Mas esse raio de luz costuma ser parcialmente obscurecido por uma nuvem de poeira, o que torna difícil estudar os detalhes mais sutis.

O novo TDE, identificado pela primeira vez em setembro do ano passado e denominado AT2019qiz, agora está ajudando uma equipe liderada pelo astrônomo Matt Nicholl, da Universidade de Birmingham, no Reino Unido, a lançar luz sobre a origem dessa poeira.

“Descobrimos que, quando um buraco negro devora uma estrela, ele pode lançar uma poderosa explosão de material que obstrui nossa visão”, disse a astrônoma Samantha Oates, da Universidade de Birmingham, no Reino Unido.

As TDEs estelares são um daqueles fenômenos cósmicos impossíveis de prever – você apenas tem que continuar observando o céu e aguardar a explosão reveladora. Foi o que aconteceu com o AT2019qiz, e os astrônomos rapidamente voltaram seus telescópios para um pequeno pedaço do céu na constelação de Eridanus, e o coração de uma galáxia espiral a 215 milhões de anos-luz de distância.

“Várias pesquisas no céu descobriram a emissão do novo evento de interrupção da maré muito rapidamente depois que a estrela foi destruída”, disse o astrônomo Thomas Wevers, que estava na Universidade de Cambridge, no Reino Unido, durante a pesquisa.

“Nós imediatamente apontamos um conjunto de telescópios terrestres e espaciais naquela direção para ver como a luz era produzida.”

Conforme a estrela é despedaçada, alguns dos detritos resultantes se espaguetificam, atenuando-se em um longo e fino fio de material que alimenta o buraco negro.

O flare e é o resultado de intensas influências gravitacionais e friccionais neste material de acreção. Essas influências aquecem o material a temperaturas tão altas que o TDE pode ofuscar brevemente a galáxia hospedeira.

A partir desse surto inicial, o TDE desaparece ao longo de alguns meses. Nicholl e sua equipe observaram e planejaram cuidadosamente o desbotamento do AT2019qiz em vários comprimentos de onda de luz, incluindo ultravioleta, rádio, óptica e raios-X. Este foi outro golpe de sorte – os TDEs brilham principalmente em ótica e ultravioleta.

Esta luz permitiu à equipe calcular as massas envolvidas no AT2019qiz.

“As observações mostraram que a estrela tinha aproximadamente a mesma massa que nosso próprio Sol, e que perdeu cerca de metade dela para o buraco negro, que é mais de um milhão de vezes mais massivo”, disse Nicholl.

Entre a rapidez com que a equipe voltou sua atenção para o evento, sua proximidade e o espectro mais amplo do que o normal através do qual o observaram, eles também determinaram que a poeira obscurecedora era parte integrante do TDE, e não um fenômeno separado.

“AT2019qiz é o evento de interrupção de maré mais próximo descoberto até o momento e, portanto, incrivelmente bem observado em todo o espectro eletromagnético. Este é o primeiro caso em que vemos evidência direta de vazamento de gás durante o processo de interrupção e acréscimo que explica tanto a óptica como emissões de rádio que vimos no passado”, disse o astrônomo Edo Berger, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

“Até agora, a natureza dessas emissões tem sido fortemente debatida, mas aqui vemos que os dois regimes estão conectados por um único processo. Este evento está nos ensinando sobre os processos físicos detalhados de acréscimo e ejeção em massa de buracos negros supermassivos.”

A pesquisa é apenas o avanço mais recente no estudo de TDEs.

No início deste ano, uma equipe confirmou que alguns dos detritos da estrela interrompida se transformam em um disco de material que alimenta o buraco negro, como água em um ralo. Um TDE alguns anos antes revelou que o jato de plasma lançado pelo buraco negro é proporcional a quanto da estrela ele devora. E uma estrela que escapou da interrupção total mostra que um buraco negro pode racionar sua refeição e alimentar-se de um companheiro em órbita por bilhões de anos.

Mas o AT2019qiz, dizem os pesquisadores, é um caso especial que continuará a ajudar nossos esforços para entender esses eventos incríveis.

“Os dados requintados apresentados aqui”, eles escreveram em seu artigo, “farão do AT2019qiz uma pedra de Roseta para interpretar futuras observações de TDE na era de grandes amostras esperadas da Zwicky Transient Facility, do Rubin Observatory e de outras pesquisas novas e contínuas no domínio do tempo.”

A pesquisa foi publicada em Royal Astronomical Society.

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