A destruição das estrelas pelas marés por buracos negros acontece em todos os lugares, descobriram os cientistas

Quase todos os cem casos de destruição de estrelas por marés por buracos negros conhecidos pela ciência foram registrados em galáxias com processos de formação estelar recentemente concluídos. Estes processos não ocorrem noutros tipos de galáxias, mas, como mostrou o novo estudo, simplesmente não sabíamos como encontrar tais eventos. Astrônomos dos EUA mostraram um exemplo de como casos de “represália cruel” de buracos negros com estrelas podem ser detectados em todos os lugares.

Impressão artística da destruição de uma estrela pelas marés por um buraco negro. Fonte da imagem: ESO/M. Kornmesser

Quando uma estrela se aproxima perigosamente de um buraco negro, perde a maior parte da sua matéria num processo denominado perturbação das marés. A matéria da estrela forma um disco ao redor do buraco negro e desencadeia o processo de acreção de matéria – sua queda no buraco negro.

A gravidade, o atrito e o aquecimento da matéria causam emissões de energia tanto do interior do disco de acreção quanto dos pólos do buraco negro, onde a matéria do disco é lançada pelos poderosos campos magnéticos deste objeto. Detectamos essas emissões de energia principalmente nas faixas ópticas e de raios X.

Astrônomos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts propuseram procurar eventos de destruição de estrelas por marés por buracos negros no infravermelho. O anúncio oficial da primeira descoberta de tal evento no espectro infravermelho ocorreu em abril de 2023. O método foi considerado funcional e adotado. E isso levou a uma avalanche de descobertas.

Fonte da imagem: Zwicky Transient Facility/R.Hurt (Caltech/IPAC)

Uma busca por dados de observações do telescópio infravermelho NEOWISE da NASA e subsequente análise de candidatos usando dados de vários telescópios terrestres revelou 18 eventos anteriormente desconhecidos de destruição de estrelas por buracos negros. Seis deles foram posteriormente descartados porque estavam associados à atividade de buracos negros nos centros das galáxias. No entanto, 12 eventos foram identificados com alta confiança e todos foram descobertos pela primeira vez.

Além disso, todos os 12 novos eventos de perturbação de marés registados em observações infravermelhas foram detectados onde não tinham sido encontrados antes – em galáxias altamente poeirentas. Parece que anteriormente simplesmente não conseguíamos detectar tais fenômenos, porque a poeira bloqueia as faixas ópticas e de raios-X. Na faixa infravermelha, ninguém havia procurado tais fenômenos anteriormente.

Galáxias com candidatos a eventos de perturbação de marés no estudo. Fonte da imagem: The Astrophysical Journal, 2024

Acontece que a perturbação das marés nas estrelas pode realmente ocorrer em galáxias de qualquer tipo e em qualquer estágio de seu desenvolvimento. Em primeiro lugar, isto permite-nos esquecer o problema da discrepância entre o número destes acontecimentos na teoria e no processo de observação (foram observados menos do que previstos, para os quais foi agora encontrada uma explicação). Em segundo lugar, agora os cientistas terão mais dados para um estudo abrangente da física da perturbação das marés nas estrelas, o que enriquecerá a ciência com novos conhecimentos sobre os processos no Universo.