Há cerca de quatro anos, astrónomos identificaram, a uma distância enorme, um buraco negro supermassivo (SMBH) a devorar por completo uma estrela. A estrela aproximou-se demasiado e, uma vez dentro do domínio gravitacional do SMBH, já não conseguiu escapar.
O fenómeno foi classificado como um evento de disrupção por marés (TDE). O que torna este caso particularmente surpreendente é que, passados quatro anos, a energia libertada - sobretudo nas emissões de rádio - não só não diminuiu como continua a aumentar.
Antes de avançar, vale a pena enquadrar: num TDE, a gravidade extrema do buraco negro estica a estrela e desfaz a sua estrutura. Parte do material é expulso e outra parte cai para o buraco negro, alimentando processos que podem produzir radiação intensa ao longo do tempo - por vezes de forma inesperada, como acontece aqui.
Como o AT2018hyz foi descoberto e identificado
O TDE recebeu o nome AT2018hyz. A designação segue a convenção: AT significa Transiente Astronómico, 2018 indica o ano da deteção inicial e hyz é um código sequencial atribuído nesse ano.
O AT2018hyz foi inicialmente detetado em 2018 pelo Levantamento Automatizado de Todo o Céu para Supernovas (ASASS-SN), através de observações em luz visível. No entanto, as emissões de rádio só surgiram mais tarde e foram registadas apenas em 2022.
AT2018hyz e o buraco negro supermassivo (SMBH): a subida anómala da luminosidade de rádio
As observações que confirmam esta continuação do aumento energético foram apresentadas num estudo recente no Jornal Astrofísico, com o título “Acentuado Brilho de Rádio Continuado do Evento de Disrupção por Marés AT2018hyz”. A autora principal é Yvette Cendes, professora auxiliar no Departamento de Física da Universidade do Oregon.
No artigo, a equipa descreve a sequência de deteções em rádio, sublinhando o carácter tardio do sinal: os autores referem que apresentam observações contínuas em rádio do TDE AT2018hyz, cuja primeira deteção nesta banda ocorreu 972 dias após a disrupção, depois de várias tentativas anteriores sem sucesso.
As novas medições cobrem aproximadamente o intervalo entre 1370 e 2160 dias após o evento. Durante este período, segundo a equipa, as curvas de luz continuam a subir em todas as frequências observadas.
O que já se sabia desde 2022
Em 2018, quando foi visto no óptico, o AT2018hyz parecia apenas mais um TDE. Alguns anos depois, Cendes voltou a apontar instrumentos ao mesmo alvo e percebeu que o sistema estava a libertar muita energia sob a forma de ondas de rádio.
Em 2022, a equipa publicou um trabalho a assinalar este comportamento invulgar e a dificuldade em o explicar com um cenário simples de material expelido no momento inicial: indicavam que uma subida tão acentuada não se justificava de forma plausível com um escoamento lançado na altura da disrupção, sugerindo antes um lançamento retardado.
O que mudou agora: 50 vezes mais brilhante
No estudo mais recente, Cendes e os seus colaboradores relatam que a energia emitida pelo sistema continuou a aumentar de forma marcada. Na prática, a fonte está agora cerca de 50 vezes mais brilhante do que era quando foi detetada pela primeira vez em rádio.
Este comportamento força a considerar mecanismos capazes de produzir um reforço tardio e prolongado, em vez do declínio mais expectável após uma explosão inicial.
Dois cenários para explicar as emissões de rádio: escoamento esférico retardado ou jacto astrofísico
Os investigadores apresentam duas hipóteses principais para explicar a crescente luminosidade em rádio:
Escoamento esférico retardado
Neste quadro, a ejeção de material teria sido lançada apenas cerca de 620 dias após a disrupção. A equipa refere que a evolução física do raio num escoamento esférico é compatível com uma ejeção iniciada com um atraso substancial de aproximadamente 1,7 anos relativamente à descoberta da emissão no óptico.Jacto astrofísico fora do eixo, a velocidades relativistas
A segunda possibilidade é a existência de um jacto astrofísico muito desalinhado em relação à nossa linha de visão e a deslocar-se a velocidades próximas da da luz. Neste cenário, a equipa explica que a emissão de rádio de um jacto fora do eixo fica inicialmente suprimida devido ao beaming relativista, mas pode crescer rapidamente mais tarde, quando o jacto abranda e se alarga.
A distinção entre estes modelos é crucial porque aponta para histórias físicas diferentes: ou o sistema “adiou” a ejeção significativa de material, ou lançou um jacto cuja geometria nos impediu de o ver cedo - e só agora o sinal está a emergir com força.
O que se espera até 2027
De acordo com o trabalho, o fluxo de rádio associado ao SMBH deverá continuar a aumentar e atingir um máximo por volta de 2027.
Num comunicado de imprensa, Cendes sublinhou o carácter raro do fenómeno, referindo que é algo “realmente invulgar” e que seria difícil lembrar-se de outro caso em que algo aumente desta forma durante um período tão prolongado.
Energia comparável a uma explosão de raios gama (GRB) - e a comparação com a Estrela da Morte
Ao estimarem a energia total libertada, os investigadores depararam-se com mais um resultado inesperado: o valor é aproximadamente comparável ao de uma explosão de raios gama (GRB). Como as GRB estão entre as explosões mais brilhantes e energéticas do Universo, isto coloca o AT2018hyz (e o seu SMBH) entre os eventos mais energéticos alguma vez observados.
Numa comparação lúdica, os autores confrontaram estes valores com a Estrela da Morte, da saga Guerra das Estrelas. Usando estimativas feitas por fãs para a energia dessa arma fictícia, os cálculos indicam que o SMBH estará a emitir pelo menos um bilião de vezes mais energia do que uma Estrela da Morte totalmente operacional - e esse factor poderá chegar a 100 biliões de vezes acima da arma imaginária.
Ainda assim, os próprios autores reconhecem que estas contas assentam em medições feitas a grande distância e em inferências físicas: só com observações contínuas será possível avaliar até que ponto os valores estão correctos.
Porque é que este caso pode ter implicações mais vastas
A descoberta levanta uma questão directa: será que existem outros buracos negros e outros TDE no cosmos a mostrar o mesmo tipo de radiação crescente, apenas porque ninguém os acompanhou tempo suficiente? A resposta, por agora, é simples: não sabemos, porque a maioria destes eventos não é monitorizada durante tantos anos com a mesma profundidade.
Cendes chamou a atenção para um ponto prático: se há uma explosão e não se vê nada durante algum tempo, nem sempre se espera que algo surja anos depois. Acresce que obter tempo de observação nos telescópios mais potentes do mundo é extremamente competitivo. Contudo, a identificação de um SMBH com luminosidade tão fora do comum torna as propostas para procurar mais casos semelhantes cientificamente mais fortes.
Não é o único TDE com rádio tardio - mas a luminosidade é extrema
Os investigadores lembram que o AT2018hyz não é o único TDE com emissões de rádio atrasadas. Ainda assim, a sua luminosidade destaca-se como particularmente extrema quando comparada com outros exemplos.
No próprio artigo, a equipa afirma que o AT2018hyz é um TDE único mesmo dentro do conjunto de eventos com rádio tardio e que observações futuras deverão permitir distinguir claramente entre os cenários propostos.
Próximos passos: seguir a evolução do escoamento e do meio circumnuclear
Cendes e os seus colegas planeiam continuar a acompanhar o AT2018hyz em múltiplas frequências. O objectivo é acompanhar, ao longo do tempo, a evolução do escoamento e do meio circumnuclear - isto é, o ambiente de gás e matéria em torno do núcleo galáctico onde reside o buraco negro.
Este tipo de monitorização prolongada é particularmente valioso porque pode revelar quando e como a energia é transferida do sistema central para o meio envolvente, ajudando a perceber melhor a ligação entre acreção, ejeções e a física que governa os jactos e os escoamentos nestes eventos extremos.
Este artigo foi publicado originalmente pelo Universo Hoje. Leia o artigo original.
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