A estrela capturada experimentou vários encontros próximos com um buraco negro supermassivo em uma galáxia distante – e pode até ter escapado da trituração de matéria devido às suas enormes forças gravitacionais de maré.
destruir um Estrela pelas forças gravitacionais de buraco negro gigante É um caso violento conhecido como evento de perturbação das marés (TDE). O gás é arrancado da estrela e passa por um processo de “espagitação”, onde é cortado e esticado em correntes de material quente que fluem ao redor Buraco negro, formando um disco de acreção muito brilhante e temporário. Do nosso ponto de vista, o centro galáxia O buraco negro supermassivo parece estar brilhando.
Em 8 de setembro de 2018, o All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN) detectou um brilho no núcleo de uma galáxia distante a 893 milhões de anos-luz de distância. A explosão foi classificada como AT2018fyk e tinha todas as características de um TDE. Vários telescópios de raios-X, incluindo telescópios da NASA Rápidona Europa XMM-Newtona Legal Instrumento instalado na Estação Espacial Internacional, alemão AerositaObserve que o buraco negro está brilhando intensamente. Normalmente, os TDEs mostram uma diminuição suave no brilho ao longo de vários anos, mas quando os astrônomos olharam para AT2018fyk cerca de 600 dias depois de terem sido observados pela primeira vez, os raios-X desapareceram rapidamente. Ainda mais intrigante, 600 dias depois disso, o buraco negro repentinamente entrou em erupção novamente. O que aconteceu?
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“Até agora, a suposição era que, quando vemos as consequências de um encontro próximo entre uma estrela e um buraco negro supermassivo, o resultado será fatal para a estrela; ou seja, a estrela é completamente destruída”, disse Thomas Weavers, astrônomo do Observatório Europeu do Sul e autor de novas pesquisas sobre o evento. declaração. “Mas, ao contrário de todos os outros TDEs que conhecemos, quando apontamos nossos telescópios para o mesmo local novamente vários anos depois, descobrimos que eles haviam rebrilhando”.
Wevers liderou uma equipe de astrônomos que percebeu que explosões repetidas eram uma assinatura de uma estrela que sobreviveu a um TDE e completou outra órbita para um segundo TDE. Para explicar completamente o que eles estavam observando, o grupo de Wevers desenvolveu um modelo “TDE recorrente parcial”.
Em seu modelo, a estrela já foi membro do Sistema Binário que passou perto do buraco negro no centro de sua galáxia. A gravidade do buraco negro empurrou uma das estrelas para longe e ela se transformou em um descontrolado estrela da velocidade Corra a 600 milhas (1.000 km) por segundo para fora da galáxia. A outra estrela ficou fortemente ligada ao buraco negro, em uma órbita elíptica de 1.200 dias que a levou em direção ao que os cientistas chamam de raio de maré – a distância do buraco negro em que a estrela começa a ser dilacerada pelas marés gravitacionais que emanam de o buraco negro.
Como a estrela não estava dentro de seu raio de maré, apenas parte de seu material foi arrancado, deixando um denso núcleo estelar que continuou em sua órbita ao redor do buraco negro. O material que o buraco negro extrai de uma estrela leva cerca de 600 dias para formar um disco de acreção, então, quando os astrônomos viram o brilho do sistema, a estrela estava segura, perto do ponto mais distante de sua órbita.
Mas quando o núcleo da estrela começou a se aproximar do buraco negro novamente, cerca de 1.200 dias após seu primeiro encontro, a estrela começou a recuperar parte de seu material novamente do disco de acreção, fazendo com que a emissão de raios-X diminuísse repentinamente. “Quando o núcleo volta para o buraco negro, basicamente rouba todo o gás do buraco negro por meio da gravidade e, como resultado, não há acúmulo de matéria, então o sistema fica escuro”, disse Dheeraj Pasham, coautor do estudo. do estudo e um astrofísico na revista Science.Massachusetts Institute of Technology, por declaração.
Mas o buraco negro gravidade Ele rapidamente retribui o favor e rouba mais itens conforme a estrela se aproxima. Como aconteceu durante o encontro inicial, há um atraso de 600 dias desde o buraco negro comendo a estrela até a formação do disco de acreção, o que explica por que o brilho dos raios-X recomeçou quando isso aconteceu.
Da órbita da estrela, a equipe de Wavers estimou que o buraco negro tinha cerca de 80 milhões de vezes a massa do nosso Sol, ou cerca de 20 vezes a massa do buraco negro no centro do nosso planeta. via LácteaE arco a*.
A equipe de Weavers não terá que esperar muito para ver se a teoria é verdadeira. Os cientistas esperam que AT2018fyk escureça novamente em agosto, quando o núcleo da estrela voltar a funcionar, e fique mais brilhante novamente em março de 2025, quando novo material começar a se acumular no buraco negro.
No entanto, existe uma complicação potencial em quanta massa a estrela perdeu para o buraco negro. A quantidade de massa perdida depende em parte da velocidade de rotação da estrela, que o buraco negro pode estar afetando. Se a estrela girasse quase rápido o suficiente para se separar, o buraco negro facilmente roubaria material, aumentando a perda de massa.
“Se a perda de massa for apenas no nível de 1%, esperamos que a estrela sobreviva a muito mais encontros, enquanto que se for mais próxima de 10%, a estrela pode já ter sido destruída”, disse Eric Coughlin, coautor do estudo. estudo da Universidade de Syracuse, em Nova York, disse ele no comunicado.
Independentemente disso, TDEs e TDEs parciais repetidos fornecem uma rara janela para a vida de buracos negros supermassivos que normalmente não podemos detectar porque estão adormecidos. Isso é importante para medir sua massa e determinar algo sobre como os buracos negros evoluíram e, em seguida, como a galáxia ao redor do buraco negro também evoluiu ao longo da história cósmica.
Os resultados foram apresentados no 241º encontro da American Astronomical Society e publicados na Cartas do Diário Astrofísicoambos em 12 de janeiro.
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