Astrónomos descobriram as maiores explosões desde o Big Bang

Um novo tipo de explosão espacial gigantesca — nunca antes observada — foi acidentalmente captada pelo telescópio espacial Gaia. Trata-se das maiores explosões registadas desde o próprio Big Bang.

Uma explosão nunca antes "vista"... desde o Big Bang

O telescópio, cuja missão é mapear a Via Láctea, detetou súbitas e extremas variações de brilho vindas do centro de galáxias distantes — clarões colossais de luz que duraram muito mais do que qualquer outro fenómeno semelhante registado até hoje.

Calcula-se que estas explosões tenham libertado tanta energia como 100 Sóis ao longo de toda a sua vida útil combinada.

A análise dessa luz revelou algo simultaneamente familiar e inédito: estrelas a serem destruídas por buracos negros, mas numa escala nunca antes observada. Cada estrela tinha pelo menos três vezes a massa do Sol, e cada buraco negro era supermassivo, situado no centro da galáxia hospedeira.

Estes fenómenos são geralmente conhecidos como eventos de disrupção por maré (tidal disruption events, TDEs). Contudo, os astrofísicos chamaram a esta nova classe de fenómenos “transientes nucleares extremos” — ou ENTs, pela sigla em inglês.

Observamos eventos de disrupção por maré há mais de uma década, mas estes ENTs são de outro nível, com brilhos cerca de 10 vezes superiores ao habitual.

Não só são muito mais brilhantes do que os TDEs típicos, como permanecem luminosos durante anos — superando até as mais intensas supernovas conhecidas.

Explicou o astrofísico Jason Hinkle, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havai.

Estrelas destruídas por buracos negros supermassivos

A expressão “disrupção por maré” refere-se ao que acontece quando um objeto se aproxima demasiado de um buraco negro. A dada altura, a gravidade externa excede a força gravitacional que mantém o objeto coeso, desintegrando-o num clarão de luz antes de, pelo menos em parte, ser absorvido pelo buraco negro.

Existem telescópios com campos de visão amplos dedicados à deteção destes clarões imprevisíveis — os estertores luminosos de estrelas condenadas. Graças a isso, os astrónomos já conseguiram observar diversos TDEs e conhecem relativamente bem o seu comportamento: uma subida súbita de brilho numa galáxia distante, seguida de um declínio gradual ao longo de semanas ou meses.

O Gaia foi concebido para mapear a Via Láctea em três dimensões, através da medição precisa da posição e movimento das estrelas. Contudo, por vezes, superou os seus objetivos iniciais.

Foi assim que Hinkle e a sua equipa encontraram dois eventos invulgares: Gaia16aaw, registado em 2016, e Gaia18cdj, em 2018. Ambos apresentavam semelhanças com um evento detetado em 2020 pelo Zwicky Transient Facility, que, devido à sua intensidade extrema e à designação técnica ZTF20abrbeie, foi apelidado informalmente de “Scary Barbie”.

A equipa concluiu que Gaia16aaw e Gaia18cdj pertencem à mesma categoria que Scary Barbie, e procuraram compreender a sua origem. As supernovas foram descartadas: estes eventos eram pelo menos duas vezes mais poderosos do que qualquer outro fenómeno transiente conhecido, ultrapassando os limites de brilho de uma supernova típica.

Uma supernova liberta, no máximo, a mesma quantidade de energia que o Sol emitirá durante os seus 10 mil milhões de anos de existência. Já os ENTs igualam a energia combinada de 100 Sóis.

As características destes eventos revelaram-se compatíveis com TDEs — mas numa escala muito superior, quer na energia libertada, quer na evolução do brilho ao longo do tempo.

Uma nova chave para compreender os buracos negros

Os ENTs são incrivelmente raros: estima-se que ocorram cerca de 10 milhões de vezes menos do que as supernovas. Contudo, representam uma peça valiosa no estudo dos buracos negros.

Os buracos negros supermassivos, com massas milhões ou bilhões de vezes superiores à do Sol, continuam a ser um mistério, sobretudo quanto ao seu crescimento.

Os ENTs são uma ferramenta valiosa para estudar buracos negros massivos em galáxias distantes. Como são tão brilhantes, conseguimos observá-los a distâncias cósmicas enormes — e na astronomia, olhar para longe é olhar para o passado.

Ao observar estes clarões prolongados, obtemos pistas sobre o crescimento dos buracos negros numa fase crucial, conhecida como meio-dia cósmico, quando o Universo tinha metade da idade atual e as galáxias estavam em plena atividade — a formar estrelas e a alimentar buracos negros supermassivos com uma intensidade 10 vezes superior à atual.

Concluiu o astrofísico Benjamin Shappee.