Buracos negros supermassivos são muito confusos quando engolem uma estrela, mas podem permanecer durante a refeição, tornando-se enormes “arrotos” de rádio meses ou anos após o término de seu banquete cósmico.
Agora, os cientistas que acompanham estes fenómenos descobriram que não existe um modelo único que sirva para todos. Buracos negros Para digerir a matéria estelar. Falando na 248ª reunião da Sociedade Astronômica Americana na Califórnia na segunda-feira (15 de junho), Kate Alexander, astrônoma da Universidade do Arizona que estuda esses fenômenos, disse que o comportamento depende das mudanças nas fases de alimentação.
“Às vezes, depois de terminarem de comer, eles podem ter indigestão e emitir um grande ‘arroto’ de rádio”, disse Alexander em entrevista coletiva na segunda-feira. “Esses arrotos tardios de rádio aparecem quando o buraco negro come muito rápido ou muito devagar, então se você quiser evitar a indigestão, você deve sempre comer na velocidade certa.”
A sua investigação recente centra-se nos fenómenos de perturbação das marés, ou TDEsDesastres cósmicos ocorrem quando uma estrela infeliz se aproxima muito de um buraco negro supermassivo. como Estrela Aproximando-se do Behemoth, campos gravitacionais intensos o transformam em um fluxo de detritos gasosos semelhante a um espaguete.Espaguetificação.”
Como estes eventos são raros, ocorrendo aproximadamente uma vez a cada 100.000 anos em qualquer galáxia, os astrónomos devem observar um grande número de galáxias para os detectar. Historicamente, o acompanhamento rádio direcionado destas perturbações deixou o seu comportamento a longo prazo sem estudo se nenhuma emissão fosse detectada no primeiro ano.
“Quando começamos a olhar para eles, paramos de olhar”, disse ele. “Mas acontece que temos que continuar observando, porque muitas vezes é quando as coisas mais interessantes acontecem.”
Nos últimos seis anos, os astrônomos Carl G. Janski usaram o maior conjunto (VLA) no Novo México conduz as primeiras observações de rádio sistemáticas e em grande escala de várias dezenas de TDEs próximos. UM artigo de 2024A radioastrônoma da Universidade de Oregon, Yvette Cendes, e coautora de Alexander, relatou pela primeira vez que cerca de 40% de todos os TDEs são detectados no rádio meses a anos após a perturbação inicial, muito depois de a luz visível ter desaparecido.
Agora, foi publicado este ano no The Astrophysical Journal Um novo estudo A liderança de Alexander explica porque é que estas organizações há muito adormecidas estão a reviver. Para resolver o mistério, os investigadores vasculharam décadas de dados e analisaram 91 candidatos a TDE descobertos entre 1990 e 2019, concentrando-se numa amostra padrão-ouro de 31 eventos com rastreamento detalhado de vários comprimentos de onda.
Ao combinar dados de rádio do VLA com observações ópticas e ultravioleta de arquivo e novas medições de raios X de acompanhamento, a equipe mapeou quanto gás os buracos negros realmente consumiram em um determinado momento. Comparar a linha do tempo de alimentação com os momentos exatos em que as explosões de rádio surgiram revelou precisamente a rapidez com que os buracos negros se alimentavam à medida que libertavam o seu fluxo, explicou Alexander durante a conferência de imprensa.
Os dados revelaram que esta queima tardia ocorre em dois extremos opostos, seja quando o buraco negro absorve gás rapidamente ou depois de a sua taxa de alimentação ter atingido um nível lento. Em ambos os cenários, uma parte do gás que entra é expelida para fora em vez de ser totalmente consumida, descobriu a equipe. Este material ejetado colide então com o gás que rodeia o buraco negro, desencadeando ondas de choque do acelerador de partículas que produzem emissão de rádio – criando efetivamente “arrotos” cósmicos.
Esta mecânica de alimentação cósmica funciona da mesma maneira em todas as escalas, seja um buraco negro relativamente leve ou um gigante um milhão de vezes maior que o nosso Sol, observou Alexander.
“Para nós, astrofísicos, é muito legal porque estamos apenas começando a entender como a física funciona nesses diferentes regimes de massa”, disse ele.
A equipe também descobriu que os TDEs devem queimar mais tarde, deixando uma impressão digital química única em seus primeiros espectros ópticos na forma de linhas de emissão de hélio. Esta assinatura indica que os detritos fragmentados da estrela levaram algum tempo para se estabelecerem num disco de acreção organizado em torno do buraco negro – garantindo virtualmente um caso tardio de indigestão cósmica, disse Alexander.
“Esses buracos negros têm alimentos de longa vida”, disse ele.
Com base nestas descobertas, a equipa sugere que uma janela de dois a seis anos após a descoberta é o período de tempo mais eficaz para caçar estes sinais de rádio que surgem tardiamente.
Em última análise, diz a equipe, o mapa químico preditivo poderia servir como uma ferramenta de triagem inestimável. Ao filtrar os comedores silenciosos desde o início, os astrónomos podem maximizar o tempo altamente competitivo do seu telescópio, concentrando recursos preciosos em buracos negros para acolher um espetáculo de fase final.
