Buraco negro monstruoso acorda após 26 anos

Publicado em 28.06.2015

Impressão artística de um buraco negro engolindo matéria de sua estrela companheira em um sistema binário

O satélite Integral da Agência Espacial Europeia (ESA) observou uma explosão excepcional de luz de alta energia produzida por um buraco negro que está devorando material de sua companheira estelar.

O que há de excepcional nisso? Esse buraco negro em questão, um dos mais brilhantes do universo, estava “dormindo” há 26 anos.

O monstro acordou

Em 15 de junho de 2015, um conhecido de longa data fez um retorno clássico ao palco cósmico: V404 Cygni, um sistema que compreende um buraco negro e uma estrela que orbitam um ao outro, localizado em nossa galáxia a quase 8.000 anos-luz de distância da Terra, na constelação de Cygnus, o Cisne.

Neste tipo de sistema binário, material flui da estrela em direção ao buraco negro se aglomera em um disco onde é aquecido, brilhando intensamente em comprimentos de onda ópticos, ultravioletas e raios-X antes de espiralar para dentro do buraco negro.

“O comportamento desta fonte de luz é extraordinário, com flashes luminosos repetidos em escalas de tempo mais curtas do que uma hora, algo raramente visto em outros sistemas de buraco negro”, comenta Erik Kuulkers, cientista do projeto Integral da ESA. “Neste momento, é o objeto mais brilhante de raios-X no céu – até cinquenta vezes mais brilhante do que a nebulosa do Caranguejo, normalmente uma das fontes mais brilhantes de alta energia no céu”.

V404 Cygni não ficava tão aceso e ativo desse jeito desde 1989, quando foi observado pela primeira com o satélite japonês de raios-X Ginga e instrumentos de alta energia a bordo da estação espacial Mir.

V404 Cygni

A explosão de 1989 foi crucial no estudo dos buracos negros. Até então, os astrônomos conheciam poucos objetos que achavam que poderiam ser buracos negros, e V404 Cygni era um dos candidatos mais convincentes.

Cerca de dois anos depois da explosão de 1989, uma vez que a fonte tinha voltado a um estado mais calmo, os astrônomos foram capazes de ver sua estrela companheira, que tinha sido ofuscada pela atividade extrema. Ela possui cerca de metade da massa do sol, e ao estudar o movimento relativo dos dois objetos no sistema binário, foi determinado que seu companheiro deveria ser um buraco negro, cerca de doze vezes mais massivo que o sol.

Na época, os astrônomos também olharam os dados de arquivo de telescópios ópticos ao longo do século XX, encontrando duas explosões anteriores do V404 Cygni, uma em 1938 e outra em 1956.

Estes picos de atividade, que ocorrem a cada duas ou três décadas, são provavelmente causados por material lentamente se acumulando no disco em torno do buraco negro, até finalmente chegar a um ponto de inflexão que muda drasticamente a rotina de alimentação do objeto por um curto período.

Oportunidade rara

Como os diferentes componentes de um sistema binário de buraco negro emitem radiação em diferentes comprimentos de onda através do espectro, os astrônomos estão combinando observações de alta energia com outras feitas em comprimentos de onda ópticos e de rádio a fim de obter uma visão completa do que está acontecendo neste objeto único.

“Estamos ansiosos para testar a nossa compreensão atual de buracos negros e seus hábitos alimentares com estes dados ricos”, disse Teo Muñoz-Darias, do Instituto de Astrofísica das Canárias, em Tenerife, Espanha.

Estas imagens mostram o pedaço do céu onde o sistema binário V404 Cygni está localizado

Os astrônomos vão explorar as observações de rádio, por exemplo, para investigar os mecanismos que dão origem aos poderosos jatos de partículas se afastando a velocidades próximas à da luz do disco de acreção do buraco negro.

Existem poucos sistemas binários de buracos negros sobre os quais tantos dados foram coletados simultaneamente em vários comprimentos de onda como esse. Por isso, a explosão atual de V404 Cygni oferece uma rara oportunidade de reunir observações deste tipo