WASHINGTON (Reuters) – Os astrônomos observaram o resultado calamitoso de uma estrela que escolheu o parceiro de dança errado. Eles documentaram o que parece ser um novo tipo de supernova, como são conhecidas as explosões estelares, que ocorreu quando uma estrela maciça tentou engolir um buraco negro com o qual havia se envolvido em um longo pas de deux.
A estrela, que tinha pelo menos 10 vezes a massa do nosso Sol, e o buraco negro, que tinha uma massa semelhante, estavam gravitacionalmente ligados um ao outro no que é chamado de sistema binário. Mas, à medida que a distância que os separava diminuía gradualmente, a imensa força gravitacional do buraco negro parece ter distorcido a estrela — esticando-a para fora de sua forma esférica — e sugado material antes de causar sua explosão.
“Pegamos uma estrela maciça presa em um tango fatal com um buraco negro”, disse o astrofísico Alexander Gagliano, do Instituto de IA e Interações Fundamentais da Fundação Nacional de Ciências dos EUA, localizado no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, coautor do estudo publicado esta semana no Astrophysical Journal.
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“Depois de perder massa durante anos em uma espiral de morte com o buraco negro, a estrela maciça chegou ao seu final com uma explosão. Ela liberou mais energia em um segundo do que o Sol em toda a sua vida”, acrescentou Gagliano.
A explosão ocorreu a cerca de 700 milhões de anos-luz da Terra. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, ou seja, 9,5 trilhões de quilômetros.
“As forças gravitacionais dos dois objetos eram de fato semelhantes porque achamos que eles tinham massas semelhantes. Mas a estrela era muito maior e, por isso, estava no processo de engolir o buraco negro à medida que o buraco negro retirava material de dentro dela. A estrela era grande, mas inchada, e o buraco negro era pequeno, mas poderoso. No final, o buraco negro venceu”, disse Gagliano.
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Os pesquisadores não têm certeza do mecanismo exato que causou a supernova.
“Não está claro se a distorção desencadeia uma instabilidade que leva ao colapso da estrela e, em seguida, o material estelar restante é rapidamente consumido pelo buraco negro, ou se o buraco negro puxa completamente a estrela antes que ela se transforme em supernova”, disse o astrofísico da Universidade de Harvard e principal autor do estudo, Ashley Villar.
“A estrela foi puxada e transformada pelo buraco negro de maneiras complexas”, acrescentou Villar.
O sistema binário começou com duas estrelas maciças orbitando uma a outra como companheiras cósmicas. Mas uma das duas estrelas chegou ao fim de seu ciclo de vida natural e explodiu em uma supernova, e seu núcleo entrou em colapso para formar um buraco negro, um objeto extraordinariamente denso com gravidade tão forte que nem mesmo a luz pode escapar.
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“Esse evento revela que algumas supernovas podem ser desencadeadas por buracos negros que as acompanham, o que nos dá novas percepções sobre como algumas estrelas terminam suas vidas”, disse Villar.
As estrelas que têm pelo menos oito vezes a massa do Sol parecem destinadas a terminar suas vidas com uma supernova. Aquelas com massa pelo menos 20 vezes maior que a do Sol formarão um buraco negro após a explosão.
Um algoritmo de inteligência artificial projetado para procurar explosões incomuns no cosmos em tempo real detectou primeiro o início da explosão, fornecendo um alerta que permitiu que os astrônomos realizassem observações imediatamente. Quando a explosão foi concluída, ela já havia sido observada por vários telescópios terrestres e espaciais.
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“Nosso algoritmo de IA nos permitiu lançar um estudo observacional abrangente com antecedência suficiente para realmente ver o quadro completo pela primeira vez”, disse Gagliano.
As observações da estrela que datam de quatro anos antes da supernova revelaram emissões brilhantes que os astrônomos acreditam terem sido causadas quando o buraco negro engoliu o material sugado da estrela. Por exemplo, a camada externa de hidrogênio da estrela parece ter sido arrancada, expondo a camada de hélio abaixo.
Os pesquisadores observaram emissões brilhantes na sequência da explosão, à medida que o buraco negro consumia os restos de detritos estelares. No final, o buraco negro se tornou mais maciço e mais poderoso.
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Sistemas que agrupam duas ou mais companheiras são bastante comuns. Alguns desses múltiplos têm um buraco negro como um dos companheiros.
“Nossa conclusão é que o destino das estrelas é incrivelmente impactado por sua companheira — ou companheiras — na vida. Esse evento nos dá uma janela empolgante para a forma como os buracos negros podem afetar drasticamente a morte de estrelas maciças”, disse Gagliano.
Por Will Dunham
