Buraco negro pode ser 100 trilhões de vezes mais poderoso que a Estrela da Morte.

Quatro anos atrás, astrónomos identificaram, a uma distância enorme, um buraco negro supermassivo (BNSM) a devorar uma estrela inteira. A estrela aproximou-se demais e, quando entrou na região em que a gravidade do BNSM domina, já não teve como escapar.

Esse tipo de ocorrência é conhecido como evento de ruptura por maré (TDE) - e, no caso específico descrito aqui, a surpresa é que, passados quatro anos, a potência emitida pelo evento continua a aumentar em vez de diminuir.

AT2018hyz: um TDE que não para de ganhar força (em rádio)

O TDE recebeu o nome AT2018hyz. Na designação, AT significa “transiente astronómico”, 2018 indica o ano em que o fenómeno foi descoberto, e hyz é um código sequencial usado naquele ano.

O AT2018hyz foi inicialmente identificado em 2018 pelo Levantamento Automatizado de Todo o Céu para Supernovas (ASASS-SN). No entanto, a componente mais intrigante - a emissão em ondas de rádio - só apareceu e foi detectada em 2022, muito depois do clarão óptico que chamou a atenção pela primeira vez.

Observações recentes no Jornal Astrofísico e a escalada da emissão

As medições que confirmam a subida contínua da emissão em rádio foram publicadas numa pesquisa recente no Jornal Astrofísico, num artigo intitulado “Brilho rápido e contínuo em rádio do evento de ruptura por maré AT2018hyz”. A autora principal é Yvette Cendes, professora assistente no Departamento de Física da Universidade do Óregon.

No trabalho, a equipa descreve o acompanhamento do TDE em rádio e destaca que a primeira detecção nessa faixa ocorreu 972 dias após a ruptura estelar, depois de várias tentativas anteriores sem sinal detectável. As novas observações cobrem aproximadamente de 1370 a 2160 dias após a ruptura e mostram que as curvas de luz seguem a subir em todas as frequências observadas nesse intervalo.

Do “apenas mais um TDE” ao comportamento fora do padrão

Quando o AT2018hyz foi visto em luz óptica, em 2018, parecia encaixar-se no conjunto de TDEs já conhecidos. Anos depois, ao voltar ao alvo, Cendes verificou algo incomum: o sistema passou a libertar uma quantidade muito grande de energia na forma de radiação de rádio.

Em 2022, o grupo já tinha publicado um estudo chamando a atenção para a inclinação acentuada do crescimento do sinal e para o facto de que uma subida tão abrupta não se encaixava de forma convincente num cenário em que o material ejetado tivesse sido lançado imediatamente no momento da ruptura. Em vez disso, os dados apontavam para um lançamento atrasado.

Agora, com a nova sequência de dados, a equipa relata que a emissão em rádio do AT2018hyz aumentou de maneira marcante nos anos seguintes: actualmente, o objecto está cerca de 50 vezes mais brilhante do que quando foi detectado pela primeira vez em rádio.

Duas explicações possíveis para a luminosidade em rádio em ascensão

Os autores discutem dois cenários capazes de explicar por que a luminosidade em rádio continua a crescer.

1) Escoamento esférico atrasado

Uma hipótese é a de um escoamento esférico atrasado. Nesse quadro, o material teria sido lançado cerca de 620 dias após a ruptura (ou seja, com um atraso significativo).

A equipa argumenta que a evolução física do raio do escoamento, quando modelada como aproximadamente esférica, sustenta um lançamento com atraso de cerca de 1,7 ano em relação ao momento em que a emissão óptica foi descoberta.

2) Jacto astrofísico fora do eixo a velocidades relativísticas

A segunda possibilidade é a presença de um jacto astrofísico apontado fora do eixo (ou seja, não alinhado na nossa direcção) e a velocidades relativísticas.

Nesse caso, a emissão em rádio pode parecer fraca no início devido ao efeito de feixe relativístico, mas tende a subir de forma rápida mais tarde, quando o jacto desacelera e se espalha, tornando-se mais visível para nós.

Até quando o brilho vai aumentar?

De acordo com a análise apresentada, a corrente de ondas de rádio associada ao BNSM deve continuar a intensificar-se, atingindo um pico por volta de 2027.

Num comunicado à imprensa, Cendes resumiu o espanto com o comportamento observado: trata-se de algo “realmente incomum”, e é difícil lembrar de um caso em que um sinal suba dessa forma por um período tão longo.

Uma energia comparável à de um surto de raios gama

Ao estimarem a energia total libertada pelo buraco negro, os investigadores depararam-se com outro ponto surpreendente: o valor é aproximadamente comparável ao de um surto de raios gama (GRB).

Como os GRBs são considerados as explosões mais brilhantes e energéticas do Universo, essa equivalência coloca o AT2018hyz entre os eventos mais energéticos já observados associados a um BNSM.

Comparação curiosa com a Estrela da Morte (Star Wars)

Num exercício mais descontraído, os autores compararam o evento com a Estrela da Morte, da saga Star Wars. Com base em estimativas feitas por fãs para a potência da estação espacial fictícia, os cálculos do estudo indicam que o BNSM no AT2018hyz estaria a emitir pelo menos um trilhão de vezes mais energia do que uma Estrela da Morte totalmente operacional - e, dependendo dos parâmetros, o factor pode chegar a 100 trilhões de vezes mais do que a arma fictícia de destruição em massa.

Ainda assim, a equipa ressalta um limite importante: essas estimativas são feitas a partir de medições obtidas a distâncias cosmológicas. Só observações continuadas permitirão testar com segurança o quão precisos são os números inferidos.

O que isso sugere sobre outros buracos negros e outros TDEs?

A descoberta levanta uma questão directa: será que existem outros buracos negros e outros eventos de ruptura por maré no cosmos a exibir o mesmo tipo de aumento tardio de radiação em rádio? Por enquanto, a resposta honesta é que não sabemos, principalmente porque poucos programas observacionais procuram sistematicamente esse comportamento anos após a detecção inicial.

Cendes também chama a atenção para um aspecto prático: obter tempo de observação nos radiotelescópios e nos instrumentos mais poderosos do mundo é extremamente concorrido. No entanto, agora que foi encontrado um BNSM com uma luminosidade tão fora do padrão, propostas para procurar casos semelhantes tendem a ganhar mais peso científico.

Vale notar que este não é o único TDE com emissão em rádio atrasada - mas a luminosidade do AT2018hyz é considerada extrema quando comparada à de outros exemplos.

Por que observar em várias frequências é tão importante?

A emissão em rádio carrega pistas sobre como o material ejetado interage com o ambiente ao redor do buraco negro. Ao medir várias frequências ao longo do tempo, é possível separar melhor os efeitos de absorção, estimar velocidades de expansão e inferir como a energia está a ser depositada no meio.

Além disso, esse tipo de monitorização ajuda a distinguir se estamos a ver um escoamento mais “arredondado” ou um jacto colimado: as duas geometrias podem produzir evoluções temporais semelhantes em certos momentos, mas tendem a divergir à medida que o sistema evolui.

Próximos passos: acompanhamento contínuo do AT2018hyz

Cendes e os coautores planeiam continuar a acompanhar o AT2018hyz em múltiplas frequências. O objectivo é acompanhar a evolução do escoamento e do meio circumnuclear - a região de gás e matéria que envolve o núcleo galáctico - para que, com dados futuros, seja possível diferenciar com mais segurança qual dos dois cenários (escoamento atrasado ou jacto fora do eixo) explica melhor o que está a acontecer.

Este artigo foi publicado originalmente no portal Universo Hoje. Leia o artigo original.