19/10/2022 - 14:19
O suspiro final de uma estrela ocorre quando um buraco negro supermassivo localizado no centro de uma galáxia se torna violento, separando a estrela e matando-a. O evento de ruptura das marés (TDE), como essas ocorrências são chamadas, é um dos eventos mais energéticos e luminosos do universo.
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Um TDE começa no centro de uma galáxia, perto da borda de um buraco negro supermassivo com milhões ou até bilhões de vezes a massa do Sol.
Os astrônomos pensam que praticamente todas as grandes galáxias têm um desses buracos negros em seu centro. Essas coisas monstruosas gravitacionais desempenham um papel fundamental na formação de suas galáxias hospedeiras e exercem enorme influência em seus arredores.
Por conta da densidade dos buracos negros, nem mesmo a luz pode escapar de sua gravidade. No entanto, apesar das concepções populares, eles não sugam material mais do que o Sol suga os planetas que o orbitam.
Por exemplo, se o Sol se comprimir de repente em um buraco negro, ele encolheria para apenas 6 quilômetros de diâmetro, mas os planetas continuariam a orbitar como fazem atualmente porque sua massa não mudaria.
A gravidade de um buraco negro funciona da mesma maneira. Quando os astrônomos olham para o centro da nossa Via Láctea, vemos mais de uma dúzia de estrelas orbitando um ponto comum onde reside o buraco negro supermassivo da nossa galáxia, chamado Sagitário A* (Sgr A*).
Os astrônomos observam Sgr A* há tanto tempo que viram a estrela mais interna, S2, completar uma órbita completa, o que leva 16 anos. Depois de estabelecer os parâmetros orbitais de S2, os pesquisadores aplicaram a terceira lei do movimento planetário de Kepler para calcular a massa de Sgr A*, que atinge 4 milhões de massas solares.
Embora o cálculo final tenha sido simples, o trabalho para obter os dados ao longo de tantos anos rendeu aos astrônomos Andrea Ghez e Reinhard Genzel o Prêmio Nobel de Física de 2020. S2 parece estar em uma órbita estável por enquanto, mas os pesquisadores estimam que milhares de estrelas, incluindo remanescentes estelares como estrelas de nêutrons e anãs brancas, também orbitam Sgr A*.
Quando dois desses objetos se encontram, sua gravidade perturba as órbitas um do outro e eles seguem trajetórias novas e alteradas. A maioria dessas órbitas permanece estável, ou talvez arremesse a estrela para fora do centro da galáxia. Mas em raras ocasiões, a nova órbita de uma estrela a envia para dentro em rota de colisão com o desastre.
À medida que a estrela condenada se aproxima do buraco negro supermassivo, ela começa a experimentar forças de maré: como a gravidade é mais forte perto de um objeto, o buraco negro puxa mais fortemente o lado próximo da estrela do que o lado distante.
Eventualmente, quando a estrela atinge uma certa distância do buraco negro (o raio de maré), a diferença de força de um lado para o outro torna-se maior do que a autogravidade da estrela que a mantém unida.
Quando isso acontece, a estrela é esticada ao longo de sua direção de movimento, de acordo com Enrico Ramirez-Ruiz, astrofísico da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, especializado na teoria TDE. A estrela se deforma de sua esfera usual em um oval e depois em um longo e fino fluxo.
Esse processo é chamado de “espaguetificação”. À medida que ocorre, a densidade da estrela diminui e a fusão em seu núcleo para completamente. Embora uma estrela possa levar milhões de anos para se formar e brilhar por bilhões a mais, esse desenrolar final leva apenas algumas horas.
Por fim, metade do material da estrela cai e forma um disco ao redor da estrela, explicou Ramirez-Ruiz, e metade é ejetada. O material no disco cai no buraco negro e o alimenta, criando um clarão luminoso que pode ser visto a grandes distâncias antes de passar pelo horizonte de eventos do buraco negro (onde a luz não pode mais escapar).
