Uma estrela semelhante ao Sol, localizada numa galáxia a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância, está a ser devorada por um buraco negro, perdendo massa equivalente a três planetas terrestres a cada passagem próxima.
A enorme explosão de raios X descoberta por astrônomos da Universidade de Leicester sugere que matéria três vezes a massa da Terra está queimando em… Buraco negro.
Uma estrela como o nosso Sol numa galáxia próxima está gradualmente a ser devorada por um pequeno mas voraz buraco negro, perdendo a massa equivalente a três planetas terrestres cada vez que passa.
A descoberta por astrônomos da Universidade de Leicester foi relatada em 7 de setembro na revista Astronomia da natureza Fornece o “elo perdido” no nosso conhecimento dos buracos negros que perturbam as estrelas que orbitam. Indica que existe toda uma população de estrelas em processo de consumo que ainda não foram descobertas.
A equipe recebeu apoio da Agência Espacial do Reino Unido e do Conselho de Instalações Científicas e Tecnológicas do Reino Unido (STFC).
Detalhes da descoberta
Os astrónomos foram alertados para a destruição iminente da estrela por um brilhante flash de raios X que parece vir do centro da galáxia vizinha 2MASX J02301709+2836050, a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância da galáxia. via Láctea. O asteroide foi batizado de Swift J0230 e foi observado no momento em que ocorreu pela primeira vez, usando um novo instrumento desenvolvido por cientistas para o Observatório Neil Gehrels Swift. Eles rapidamente agendaram observações mais rápidas e descobriram que, em vez de desaparecer como esperado, ele brilharia intensamente por 7 a 10 dias e depois desligaria repentinamente, repetindo esse processo a cada 25 dias.
Uma imagem visual da galáxia em que o novo evento ocorreu, obtida a partir de dados de arquivo do PanSTARRS. O objeto de raios X é encontrado em algum lugar dentro do círculo branco e tem aproximadamente o tamanho de uma cabeça de alfinete a 100 metros. A posição de uma supernova com dois anos de idade também é mostrada. Crédito: Daniele B. malisani/panstars
Conecte as peças que faltam
Comportamento semelhante foi observado nas chamadas explosões quase periódicas e nas explosões nucleares periódicas, onde a estrela tem material que é dilacerado por um buraco negro à medida que sua órbita se aproxima dela, mas elas diferem no número de vezes que entram em erupção, e em se eles explodem ou não. A explosão de raios X ou luz óptica é dominante. A regularidade das emissões do Swift J0230 diminuiu entre os dois, sugerindo que constitui o “elo perdido” entre os dois tipos de erupções.
Usando modelos propostos destas duas classes de eventos como guia, os cientistas concluíram que a explosão do Swift J0230 representa uma estrela semelhante em tamanho ao nosso Sol numa órbita elíptica em torno de um buraco negro de baixa massa no centro da sua galáxia. . Quando a órbita da estrela se aproxima da intensa atração gravitacional do buraco negro, matéria equivalente à massa de três planetas terrestres é extraída da atmosfera da estrela e aquecida à medida que cai no buraco negro. Calor extremo, cerca de 2 milhões de graus Celsiusliberando uma enorme quantidade de raios X que foram capturados pela primeira vez pelo satélite Swift.
Agora você não vê, agora você vê! Imagens de raios X do mesmo local no céu antes (esquerda) e depois (direita) da erupção do Swift J0230. Estas imagens foram obtidas pelo telescópio de raios X a bordo do satélite Swift. Crédito: Phil Evans (Universidade de Leicester)/NASA SWIFT
Informações de especialistas
O autor principal, Phil Evans, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Leicester, disse: “Esta é a primeira vez que vimos uma estrela como o nosso Sol sendo repetidamente dilacerada e consumida por um buraco negro de baixa massa. Estes chamados eventos de “perturbação frequente e parcial das marés” são em si uma descoberta completamente nova e parecem enquadrar-se em dois tipos: aqueles que irrompem a cada poucas horas e aqueles que irrompem todos os anos ou mais. Este novo sistema fica bem na lacuna entre esses elementos e, quando você analisa os números, descobre que os tipos de objetos envolvidos também se encaixam.
O Dr. Rob Isles-Ferris, que trabalha com o Dr. Evans no satélite Swift, concluiu recentemente um doutoramento na Universidade de Leicester, que envolveu o estudo de estrelas perturbadas por buracos negros. “Na maioria dos sistemas que vimos no passado, a estrela foi completamente destruída”, explica. Swift J0230 é uma adição interessante à classe das estrelas turbulentas, em parte porque nos mostra que as duas classes destes objetos anteriormente encontrados estão de facto relacionadas, com o nosso novo sistema a dar-nos o elo perdido.
Ilustração do Observatório Girls Swift de Neil. Crédito: NASA
Fique ligado para mais descobertas
“Dado que encontramos o Swift J0230 poucos meses depois de ativarmos o nosso novo coletor de transientes, esperamos que haja muito mais”, disse o Dr. Kim Page, da Universidade de Leicester, que analisou os dados para o estudo. Coisas assim estão por aí, esperando para serem descobertas.
Dr Chris Nixon é um astrofísico teórico que recentemente se mudou da Universidade de Leicester para a Universidade de Leeds. Ele liderou a interpretação teórica deste evento. Sua pesquisa é financiada pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia do Reino Unido e pelo Leverhulme Trust.
Os investigadores estimam que a massa do buraco negro é cerca de 10.000 a 100.000 vezes a massa do nosso Sol, o que é muito pequeno para os buracos negros supermassivos normalmente encontrados nos centros das galáxias. Acredita-se que o buraco negro no centro da nossa galáxia tenha uma massa de 4 milhões de massas solares, enquanto a maior parte dele está localizada numa região com uma massa de 100 milhões de massas solares.
Esta é a primeira descoberta feita usando o novo detector transitório de satélite Swift, desenvolvido pela equipe da Universidade de Leicester e executado em seus próprios computadores. Quando um evento extremo causa uma explosão de raios X em uma área do céu onde não havia raios X antes, os astrônomos chamam isso de transiente astronômico de raios X. Apesar dos eventos extremos que anunciam, estes eventos não são fáceis de encontrar, ou pelo menos não rapidamente – por isso esta nova ferramenta foi desenvolvida para procurar novos tipos de transientes em tempo real.
“Este tipo de objeto era indetectável até construirmos esta nova instalação, e logo depois descobrimos este evento completamente novo e nunca antes visto”, acrescenta o Dr. Swift tem quase 20 anos e de repente descobriu eventos completamente novos que nunca sabíamos que existiam. Acho que isso mostra que cada vez que você encontra uma nova forma de olhar o espaço, você aprende algo novo e descobre que existe algo que você não sabia antes.
Cooperação internacional e perspectivas futuras
Caroline Harper, Chefe de Ciência Espacial da Agência Espacial do Reino Unido, disse: “Esta é outra descoberta emocionante da missão Swift, líder mundial – um buraco negro de baixa massa que recebe ‘mordidas’ de uma estrela semelhante ao Sol enquanto orbita. .” perto o suficiente.
“A Agência Espacial Britânica está trabalhando em parceria com NASA Nesta missão há muitos anos; O Reino Unido liderou o desenvolvimento de hardware de dois instrumentos científicos importantes e concedeu financiamento ao Swift Science Data Centre, que continuamos a apoiar. Esperamos mais informações do Swift sobre as explosões de raios gama em todo o universo e os eventos massivos que elas causam no futuro.
Para saber mais sobre esta descoberta, veja a estrela semelhante ao Sol Swift Spies da NASA sendo consumida pedaço por pedaço.
Referência: “Explosões mensais quase periódicas resultantes de perturbação estelar recorrente por um buraco negro massivo” por PA Evans, CJ Nixon, S. Campana, P. Charalampopoulos, DA Perley, AA Breeveld, KL Page, SR Oates, RAJ Eyles-Ferris , DP Malesani, L. Izzo, MR Goad, PT O’Brien, JP Osborne, P. Sparovati, 7 de setembro de 2023, Astronomia da natureza.
doi: 10.1038/s41550-023-02073-j
