Os astrónomos podem ter testemunhado o nascimento de um novo buraco negro na nossa galáxia vizinha, dando-nos a visão mais clara de como algumas estrelas colapsam silenciosamente nestes abismos cósmicos sem os habituais fogos de artifício explosivos.
Enquanto pesquisava nos arquivos da missão NEOWISE da NASA, uma equipe liderada pelo astrônomo Kishalay De da Universidade de Columbia descobriu que uma das estrelas mais brilhantes do sistema solar galáxia de Andrômeda Acendeu-se misteriosamente há mais de uma década, desapareceu dramaticamente e depois desapareceu de vista. A estrela, denominada M31-2014-DS1, está a cerca de 2,5 milhões de anos-luz de distância da Terra. Terra Pesa apenas 13 vezes a nossa massa sol De acordo com o estudo de De e colegas, é relativamente leve para os padrões típicos de formação de buraco negro.
Se esta descoberta for verdadeira, acrescentou ele, “então significa que existem muito mais buracos negros por aí do que esperávamos até agora”.
Antes de desaparecer, a estrela era aproximadamente 100 mil vezes mais brilhante que o Sol. De compara sua importância a Betelgeuseuma estrela supergigante vermelha bem estudada, marca o ombro direito de Órion.
Se Betelgeuse desaparecesse do céu dentro de alguns anos, disse De, “seria realmente chocante e perturbador para nós aqui na Terra porque Orion de repente pareceria diferente”.
De e sua equipe notaram pela primeira vez o comportamento estranho do M31-2014-DS1 nos dados da missão NEOWISE. O novo artigo da equipe relata que a estrela brilhou na luz infravermelha por volta de 2014, depois começou a diminuir drasticamente em 2016, desaparecendo efetivamente em 2023 – decaindo para cerca de 10.000 vezes o seu brilho original.
De disse que estava sentado na frente do computador Observatório Keck Ele estava coletando observações de acompanhamento da estrela no Havaí em 2023, quando percebeu que algo não fazia sentido.
“Lembro-me do momento em que apontámos o telescópio para esta estrela – e a estrela nem sequer estava lá”, lembrou. observações adicionais Telescópio Espacial Hubble e outros observatórios terrestres confirmaram que a estrela tinha de facto desaparecido. “Foi quando aconteceu”, disse De. “Estrelas tão brilhantes e massivas não desaparecem aleatoriamente na escuridão.”
De acordo com uma teoria importante, um buraco negro forma-se quando uma estrela massiva fica sem combustível nuclear, desencadeando uma supernova explosiva que lança as camadas exteriores da estrela para o espaço, deixando para trás uma densa estrela de neutrões ou buraco negro. No entanto, M31-2014-DS1 parece ter formado um buraco negro sem qualquer pirotecnia.
“Há dez anos, se alguém dissesse que uma estrela com 13 massas solares se transformaria num buraco negro, ninguém acreditaria”, disse De. “Isso está completamente fora do que as pessoas pensam ser a norma.”
De e seus colegas suspeitam que o núcleo pequeno e denso de M31-2014-DS1 entrou em colapso em um buraco negro em poucas horas. O que os astrónomos ainda conseguem ver não é a estrela em si, mas a fraca luz infravermelha produzida pela poeira e gás restantes que giram em torno do buraco negro recém-nascido.
Este material está se movendo rápido demais para cair diretamente no buraco negro, disse De, mas em vez disso forma um disco giratório que alimenta lentamente o buraco negro ao longo do tempo – como a água girando em torno do ralo de uma banheira antes de finalmente deslizar para baixo. Nas próximas décadas, espera-se que o sinal infravermelho enfraqueça continuamente à medida que mais detritos restantes espiralam para dentro e desaparecem.
Como Andrômeda está relativamente próxima no universo, observatórios poderosos como o Telescópio Espacial James Webb (JWST), De disse. Mas imaginar o próprio buraco negro diretamente – como telescópio horizonte de eventos Isto foi feito com buracos negros muito maiores – neste caso não é possível, pelo menos com a tecnologia atual, dado o pequeno tamanho do objeto.
No ano passado, a equipa recolheu mais dados do JWST, que mostraram que o buraco negro ainda estava fortemente envolto no material exterior da estrela, de acordo com a poderosa visão infravermelha do JWST. pré-impressão Publicado no arXiv em 9 de janeiro.
Para testar ainda mais suas conclusões, os pesquisadores também usaram o Observatório de raios X Chandra Procure a radiação de alta energia esperada do gás quente perto de um buraco negro. Nenhum raio X foi detectado, mas isso era esperado porque o gás circundante é atualmente muito denso para permitir que a radiação escape para o espaço, disse De.
Com o tempo, à medida que mais material cai no seu interior e o ambiente se torna mais claro, De prevê que o telescópio poderá eventualmente detectar raios X “emergindo do interior caótico que existe atualmente”, revelando potencialmente o buraco negro mais diretamente.
Os pesquisadores disseram que as descobertas também fornecem um novo modelo para a descoberta de eventos semelhantes. Em vez de monitorizar laboriosamente milhares de milhões de estrelas em galáxias próximas para ver quais desaparecem subitamente, os astrónomos podem procurar breves explosões de luz infravermelha — o que poderá ser um sinal de alerta de que uma estrela está prestes a sofrer um colapso silencioso como o M31-2014-DS1.
“Este é basicamente o mais próximo que podemos chegar da morte de uma estrela massiva”, disse De. “No final das contas, acho que isso nos ensina muito mais sobre a física estelar ao não explodir.”
Um estudo da estrela é relatado em Papel Foi publicado quinta-feira (12 de fevereiro) na revista Science.
