Buraco Negro Faminto: 95% Mais Escuro em Apenas 20 Anos

Astrônomos observaram um buraco negro supermassivo em uma galáxia distante passando por uma transformação dramática, com uma redução súbita no fornecimento de gás levando a uma queda de 95% no brilho em apenas 20 anos. Publicado nas Publications of the Astronomical Society of Japan (PASJ), este estudo apresenta a primeira evidência de tal “inanição” rápida em um buraco negro supermassivo.

O Mistério do Buraco Negro que Escurece

Buracos negros supermassivos no centro das galáxias são tipicamente cercados por discos de acreção brilhantes de gás e poeira que espiralam em direção ao horizonte de eventos, emitindo luz que pode superar o brilho de todas as estrelas da galáxia. No entanto, na galáxia J0218−0036 (redshift 1.8, a cerca de 10 bilhões de anos-luz de distância), o brilho do buraco negro despencou 95% em duas décadas devido a uma redução significativa no fluxo de matéria para seu disco de acreção. Para mais sobre estruturas galácticas, veja O 'Osso' de 300 Anos-Luz da Via Láctea Revela Segredos da Galáxia.

“É fascinante que um núcleo galáctico ativo possa mudar seu brilho de forma tão dramática em um período de tempo tão curto, e que esse escurecimento pareça ser causado por uma grande mudança na taxa de acreção no buraco negro supermassivo”, explicou o líder da equipe Tomoki Morokuma, do Chiba Institute of Technology. “Usando dados de levantamentos de campo amplo, como os do Hyper Suprime-Cam, esperamos descobrir mais objetos como este e aprender como a atividade de buracos negros supermassivos é desligada e religada.”

O Papel do Gás e do Disco de Acreção

Buracos negros supermassivos dependem de um fornecimento contínuo de gás e poeira para alimentar seus discos de acreção, que se aquecem e emitem radiação em todo o espectro eletromagnético à medida que o material espirala para dentro. Em J0218−0036, o suprimento decrescente de gás causou uma diminuição dramática no brilho do disco de acreção. Saiba mais sobre técnicas avançadas de observação em Por Que Astrônomos Disparam Lasers para o Céu por Vistas Épicas do Universo.

Dados do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e do Hyper Suprime-Cam no Subaru Telescope rastrearam o escurecimento. Imagens de arquivo de 2002 (SDSS) e 2018 (HSC) pinpointaram a queda. Observações multi-comprimento de onda, de raios X a infravermelho, revelaram que o fluxo de gás para o disco de acreção havia sido reduzido em impressionantes 98% em sete anos.

Comportamento Inexplicado: Um Novo Teste para Modelos

A causa da inanição súbita do buraco negro permanece incerta, mas os astrônomos descartaram uma nuvem de gás bloqueando a luz, pois isso não explicaria a queda em múltiplos comprimentos de onda. Essa variabilidade rápida desafia os modelos padrão de acreção em buracos negros. Desafios semelhantes a modelos aparecem em Galáxia Gigante Antiga do JWST: Sem Rotação, Via Láctea x Estrelas? e Poder do Telescópio Roman para Desmascarar Estrelas de Nêutrons Ocultas.

“Este objeto mostra variabilidade rápida que não pode ser explicada por modelos padrão. Ele fornece um caso de teste importante para o desenvolvimento de novos modelos teóricos”, disse o membro da equipe Toshihiro Kawaguchi, da University of Toyama. “Vamos investigar quais condições físicas poderiam reproduzir o comportamento observado.”

Publications of the Astronomical Society of Japan (PASJ)

Referências:

• Publications of the Astronomical Society of Japan (PASJ)
• Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
• Hyper Suprime-Cam (HSC-SSP)
• Subaru Telescope / NAOJ