Este buraco negro está ficando torto enquanto "come" uma estrela

Astrônomos amadores descobriram que um buraco negro, conhecido como MAXI J1820+07, está entortando. Ou melhor, seu disco de acreção — o característico anel de plasma ao redor dos buracos negros ativos — está distorcido. O mais valioso nessa informação é que isso oferece uma área maior de emissão de raios-X para os astrônomos estudarem os arredores turbulentos de um buraco negro que se alimenta de matéria.

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Se você já deixou um disco de vinil exposto à luz do Sol por algumas horas, provavelmente sabe o resultado: ele fica empenado e nunca mais executará suas músicas favoritas corretamente. Foi mais ou menos assim que o disco de acreção do buraco negro MAXI J1820+070 ficou, de acordo com os estudos.

Essa característica peculiar, nunca vista antes em um buraco negro, foi descoberta pelos astrônomos amadores da AAVSO (American Association of Variable Star Observers) após os três primeiros meses de observação do objeto. Quando eles perceberam haver algo estranho nos dados do fluxo de raios-X emitidos pelo disco de acreção do MAXI J1820+070, decidiram analisar melhor, e continuaram observando por quase um ano.

O buraco negro já era um objeto conhecido pela comunidade astronômica desde março de 2018, quando foi descoberto por um telescópio de raios-X japonês a bordo da Estação Espacial Internacional. Trata-se de um sistema binário, formado pelo pequeno buraco negro de 8 massas solares e uma estrela companheira comum, de massa inferior. Desde sua descoberta, alguns estudos já foram publicados, como a primeira detecção em infravermelho dos ventos liberados pela erupção de um buraco negro.

Como eventualmente ocorrerá em sistemas binários como este, o material da estrela é puxado pelo buraco negro e acelerado à medida que se aproxima do “devorador cósmico”. Mas essa matéria não cai direto na “boca” do buraco negro. Em vez disso, ela começa a orbitá-lo, acelerando cada vez mais à medida que se aproxima do horizonte de eventos, até atingir velocidade alta o suficiente para superaquecer e se transformar em plasma.

Esse processo é conhecido como acreção de matéria e o resultado é um disco de plasma orbitando o buraco negro, liberando radiação em comprimentos de onda como raios-X e rádio, além da luz visível. “Esse processo é caótico e altamente variável” disse o professor Phil Charles, astrônomo do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Southampton e coautor do estudo, “variando em escalas de tempo de milissegundos a meses”.

No entanto, três meses após o início de uma explosão, a curva de luz visível iniciou uma grande modulação em um período de cerca de 17 horas, enquanto não houve nenhuma mudança na produção de raios-X, que permaneceu estável. Isso era estranho. “Com o ângulo de visão do sistema, poderíamos rapidamente descartar a explicação usual de que os raios-X estavam iluminando a face interna da estrela doadora”, disse Charles.

A equipe também concluiu que não poderia ser uma variação da luz de onde o fluxo de matéria atinge o disco, então havia uma última explicação possível: o enorme fluxo de raios-X irradiava o disco e o fazia deformar. A vantagem é que essa distorção fornece um grande aumento na área do disco que pode ser observada, ao menos quando os astrônomos olham no momento certo. Esse comportamento foi observado em binários com estrelas doadoras mais massivas, mas nunca em um sistema formado por um buraco negro com uma companheira de baixa massa como esta.

A descoberta, descrita em um artigo aceito para publicação no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, poderá ajudar a comunidade científica no estudo de discos de acreção empenados e, em última instância, dos estágios finais da evolução estelar e a formação de objetos compactos, como os buracos negros.

Fonte: Sci-News