Astrónomos observam o despertar de um enorme buraco negro em tempo real

No final de 2019, a galáxia SDSS1335+0728, até então pouco notável, começou a brilhar mais do que nunca, de forma súbita. Desta forma, os astrónomos quiseram perceber porquê e começaram a observá-la mais atentamente.

galáxia SDSS1335+0728
Imagem da galáxia SDSS1335+0728 a "acender". Fonte: ESO.

Os astrónomos utilizaram dados de vários observatórios espaciais e terrestres, incluindo o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul (VLT do ESO), para acompanhar a variação do brilho desta galáxia.

Num novo estudo, os astrónomos concluem que estão a assistir a mudanças nunca antes vistas numa galáxia - provavelmente o resultado do súbito despertar do enorme buraco negro no seu núcleo.

Com o seu campo de visão extremamente amplo, a câmara percorre todo o céu setentrional de dois em dois dias, captando dados sobre objetos celestes, como asteroides próximos da Terra, bem como supernovas distantes e brilhantes.

Uma equipa interdisciplinar de astrónomos e engenheiros deu seguimento à observação de Zwicky, utilizando informações de telescópios espaciais e terrestres para ver como a luminosidade da galáxia se alterava ao longo do tempo. Para sua surpresa, os investigadores aperceberam-se de que estavam a assistir a um momento único de despertar de um monstro cósmico.

"Imaginemos que observamos uma galáxia distante há anos e que ela sempre nos pareceu calma e inativa", afirmou a autora principal do estudo, Paula Sánchez Sáez, astrónoma do Observatório Europeu do Sul, na Alemanha, num comunicado. "De repente, o seu núcleo começa a mostrar mudanças dramáticas no brilho, ao contrário de quaisquer eventos típicos que tenhamos visto antes."

A equipa classificou a galáxia como tendo um núcleo galático ativo, ou seja, uma região brilhante e compacta que é alimentada por um buraco negro supermassivo.

O brilho das galáxias e a duração do mesmo pode dever-se a vários fatores

Vários cenários celestes podem causar o brilho repentino de uma galáxia, tais como explosões de supernovas ou quando as estrelas se aproximam demasiado dos buracos negros e se desfazem durante um fenómeno chamado eventos de rutura por maré.

Mas estes eventos duram apenas dezenas ou centenas de dias - e a SDSS1335+0728 continua a aumentar o seu brilho mais de quatro anos depois de os investigadores a terem observado pela primeira vez com um pico de luminosidade, como se fosse um interruptor de luz cósmico.

E as variações de brilho na galáxia não se assemelham a nada que os astrónomos tenham visto antes, o que os deixou ainda mais perplexos.

Um acontecimento cósmico sem precedentes

Para encontrar respostas, a equipa consultou dados de arquivo do Wide-field Infrared Survey Explorer e do Galaxy Evolution Explorer da NASA, do Two Micron All Sky Survey, do Sloan Digital Sky Survey e de outros observatórios.

Os investigadores compararam os dados com observações posteriores efetuadas pelo Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, ou VLT, no Chile, pelo Southern Astrophysical Research Telescope no Chile, pelo Observatório W. M. Keck no Havai e pelos observatórios espaciais Neil Gehrels Swift e Chandra X-ray da NASA.

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Juntos, os conjuntos de dados apresentaram um amplo retrato da galáxia antes e depois da observação de dezembro de 2019, revelando que a galáxia passou a emitir muito mais luz ultravioleta, visível e infravermelha nos últimos anos, e raios X a partir de fevereiro - o que é um comportamento sem precedentes, disse Sánchez Sáez.

Dado que a galáxia se encontra a 300 milhões de anos-luz de distância, os eventos que os astrónomos estão a observar aconteceram no passado - mas a luz destes eventos só agora está a chegar à Terra, depois de viajar pelo espaço durante milhões de anos. Um ano-luz é a distância que a luz percorre num ano, que é de 9,46 triliões de quilómetros.

"A opção mais tangível para explicar este fenómeno é que estamos a ver como o núcleo da galáxia está a começar a mostrar (...) atividade", disse a coautora do estudo Lorena Hernández García, astrónoma do Instituto Milénio de Astrofísica e da Universidade de Valparaíso, ambos no Chile, em comunicado. "Se assim for, esta seria a primeira vez que veríamos a ativação de um buraco negro supermassivo em tempo real".

Os buracos negros supermassivos são classificados como tendo massas superiores a 100.000 vezes a do nosso sol, e podem ser encontrados no centro da maioria das galáxias, incluindo a Via Láctea.

Referência da notícia:
Sáez P., García L., Bernal S., et al. SDSS1335+0728: The awakening of a ∼ 10^ 6 M⊙ black hole⋆. Astronomy & Astrophysics manuscript no. 47957 (2024).