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Missão Swift da NASA mapeia uma estrela numa espiral da morte em direção ao buraco negro


Cerca de 290 milhões de anos atrás, uma estrela muito parecida com o Sol pairava muito perto do buraco negro central de sua galáxia. As marés intensas rasgaram a estrela, o que produziu uma erupção da luz ótica, ultravioleta e de raio-X. Essa luz alcançou a Terra em 2014. Agora, uma equipe de cientistas, utilizando observações do satélite Swift da NASA traçou como e onde estes comprimentos de onda diferentes foram produzidos no evento, nomeado ASASSN-14li, enquanto os destroços da estrela rasgada circundavam o buraco negro.

"Descobrimos mudanças de brilho em raios-X que ocorreram cerca de um mês após alterações semelhantes terem sido observadas em luz visível e Ultravioleta", disse Dheeraj Pasham, astrofísico do Massachusetts Institute of Technology (MIT), em Cambridge, Massachusetts, e o pesquisador principal do estudo. "Achamos que isso significa que a emissão ótica e em ultravioleta surgiu longe do buraco negro, onde fluxos elípticos de matéria em órbita entraram em colapso."

Os astrônomos pensam que ASASSN-14li surgiu quando uma estrela muito parecida com o Sol orbitou muito perto de um buraco negro com uma massa equivalente a 3 milhões sóis, semelhante ao que está no centro da nossa galáxia. Para comparação, o horizonte de evento de um buraco negro como este é cerca de 13 vezes maior que o Sol e o disco de acreção formado pela estrela destroçada pode se estender a mais de duas vezes a distância da Terra do Sol.

Quando uma estrela passa muito perto de um buraco negro com 10.000 ou mais vezes a massa do Sol, forças de maré sobrepujam a própria gravidade da estrela, convertendo a estrela em um fluxo de detritos. Os astrônomos chamam isso de evento de ruptura de maré. A matéria que cai em direção a um buraco negro se acumula em um disco de acreção giratório, onde se torna comprimida e aquecida antes de eventualmente cair sobre o horizonte de evento do buraco negro, o ponto além do qual nada pode escapar e os astrônomos não podem observar. Rupturas de maré carregam informações importantes sobre como este detritos se instalam, inicialmente, em um disco de acreção.

Os astrônomos sabem que emissões de raios-X surgem muito perto do buraco negro. Mas a localização da luz óptica e ultravioleta não era clara, e até intrigante. Em alguns dos eventos mais estudados, esta emissão parece estar localizada muito mais longe do que onde as marés do buraco negro poderia quebrar a estrela. Além disso, o gás que emite a luz parece permanecer em temperaturas estáveis ​​por muito mais tempo do que o esperado.

ASASSN-14li foi descoberto em 22 de novembro de 2014, em imagens obtidas pelo All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASASSN), que compreende telescópios robóticos no Havaí e no Chile. As observações com o telescópio Swift (em raios-X) e com outros telescópios de ultravioleta/ótico começaram oito dias depois e continuaram sendo realizadas em alguns dias nos nove meses seguintes. Os pesquisadores complementaram as observações do Swift com dados ópticos do Observatório Las Cumbres, com sede em Goleta, Califórnia.

Em um artigo descrevendo os resultados publicados em 15 de março no The Astrophysical Journal Letters, Pasham, Cenko e seus colegas mostram como interações entre os detritos que caem no buraco negro poderiam criar a observável emissão ótica e ultravioleta.

Os detritos de maré caem, inicialmente, em direção ao buraco negro, mas o ultrapassa, curvando-se para trás ao longo de órbitas elípticas e, eventualmente, colidindo com o fluxo de entrada.

"Aglomerados de detritos que estão retornando atingem o fluxo de entrada, o que resulta em ondas de choque que emitem luz visível e ultravioleta", disse Bradley Cenko, da Goddard, o pesquisador principal do Swift e membro da equipe de cientistas. "À medida que esses aglomerados caem no buraco negro, eles também modulam a emissão de raios X".

Futuras observações de outros eventos de ruptura de maré serão necessárias para esclarecer ainda mais a origem da luz ótica e ultravioleta.

O Goddard gerencia a missão Swift em colaboração com a Universidade Estadual da Pensilvânia no University Park, o Laboratório Nacional Los Alamos no Novo México e a Orbital Sciences Corp em Dulles, Virgínia. Outros parceiros incluem a Universidade de Leicester e o Laboratório de Ciências Espaciais Mullard, no Reino Unido, o Observatório Brera e a Agência Espacial Italiana na Itália, com outros colaboradores na Alemanha e no Japão.



[Tradução: @difurlan1]

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