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A força gravitacional de um buraco negro faz com que nem mesmo a luz consiga escapar. Estrelas com um campo gravitacional milhares de vezes menor também deveriam conseguir escapar da atração de um objeto supermassivo como esse. No entanto, não foi isso que aconteceu a milhões de anos-luz da Terra. Cientistas descobriram uma estrela que conseguiu escapar de um evento de ruptura de mares (TDE) não só uma vez, como possivelmente duas.
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Um TDE acontece quando uma estrela está proxima de um buraco negro supermassivo e é destuida em um processo violento pela atração gravitacional. O material da estrela é completamente arrancado e sofre espaguetificação. O gás é esticado, formando correntes quentes em torno do buraco negro formando um disco de acreção temporario e muito brilahnte.
O All-Sky Automated Survey for Supernovae detectou em setembro de 2018, uma explosão muito característica de um TDE. Ela aconteceu a cerca de 893 milhões de anos-luz da Terra, no centro de uma galáxia. A explosão foi catalogada como AT2018fyk e diversos telescópios do mundo todo se voltaram para observá-la.
Geralmente, quando um TDE acontece, o brilho do disco de acreção vai diminuindo ao longo de anos, no entanto 600 dias após detectada, em uma nova observação os cientistas perceberam que o brilho da AT2018fyk havia sumido, muito mais rápido do que era o esperado. Mais 600 dias depois da segunda observação, o brilho havia aparecido de novo no buraco negro.
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TEDs parciais
Em um estudo liderado por Thomas Wevers, apresentado na 241ª reunião da American Astronomical Society e publicado no The Astrophysical Journal Letters os pesquisadores descobriram se tratar de um TDE parcial. Ou seja a estrela passou perto de um buraco negro sobreviveu ao processo de espagetificação e continou sua orbita para enfrer outro TDE.
Para entender do que se tratava, os pesquisadores desenvolveram um modelo para ser analisado. Nele a estrela era parte de um sistema binario que orbitou proximo ao buraco negro que os pesquisadores estimam ter 80 milhões de vezes a massa do Sol. A força gravitacional do objeto expulsou uma das estrelas para fora da galáxia e a outra ficou..
A estrela estaria presa ao buraco negro em uma orbita elíptca que dura cerca de 1200 dias em uma região chamada de raio de maré, onde a estrela começa a ser destruída. No entanto, a estrela está parcialmente dentro desse raio, assim apenas uma parte do material foi arrancado e o resto continuou a orbitar o buraco negro.
A partir disso, o disco de acreção levou cerca de 600 dias para se formar, ao mesmo tempo que a estrela estava longe o suficiente para continuar viva, que foi quando os cientistas observaram a explosão. Ao completar suas orbita 1200 dias depois do primeiro encontro com o buraco negro, a estrela começou a roubar parte do seu material que agora formava o disco de acreção, que foi quando o brilho sumiu.
Quando o núcleo retorna ao buraco negro, ele basicamente rouba todo o gás do buraco negro por meio da gravidade e, como resultado, não há matéria para acumular e, portanto, o sistema fica escuro
Dheeraj Pasham, astrofísico do MIT e coautor do estudo, em comunicado.
Mas ao mesmo tempo que a estrela pegava seu material de volta, o campo gravitacional do buraco negro roubava mais material. 600 dias depois o disco de acreção brilhante se formou com esse novo material roubado e pode ser visto novamente da Terra.
Novas aproximações do buraco negro
Os pesquisadores não vão demorar muito a observarem se a teoria de que a estrela passou por um TED parcial está certa. A estimativa é que em agosto deste ano a estrela passe novamente pelo buraco negro, pegando de volta seu material e escurecendo mais uma vez a explosão AT2018fyk e clareando novamente em março de 2025, isso se a estrela tiver sobrevivido.
O grande problema de observar o TDE parcial acontecer novamente é a quantidade de massa que a estrela perdeu. Se a estrela estiver girando rápido o suficiente para quase se separar ela pode perder mais massa para o buraco negro.
Se a perda de massa for apenas no nível de 1%, esperamos que a estrela sobreviva por muito mais encontros, enquanto que se for mais próxima de 10%, a estrela pode já ter sido destruída
Eric Coughlin, coautor do estudo, em comunicado
Observar os TEDs ou TEDs parciais podem ajudar os pesquisadores a entender a historia de buracos negros supermassivos, que gerlamente não podem ser observados por estarem dormentes. Além disso, pode mostrar que eles e as galáxias ao redor evoluíram.
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