Buraco negro a 665 milhões de anos-luz cospe jato recorde após devorar estrela
Um buraco negro supermassivo distante 665 milhões de anos-luz surpreende astrônomos ao emitir, há seis anos, um jato de matéria cada vez mais brilhante. O fenômeno segue a destruição de uma pequena estrela anã vermelha e desafia o que a ciência pensa saber sobre a física extrema desses objetos. Os resultados são publicados nesta quinta-feira (6) no Astrophysical Journal por equipes da Universidade de Oregon e da Universidade do Arizona.
Uma “indigestão” cósmica que foge ao padrão
O que começa como mais um episódio violento no universo rapidamente se torna exceção. Uma estrela com cerca de um décimo da massa do Sol se aproxima demais de um buraco negro cerca de 5 milhões de vezes mais massivo que nossa estrela. As forças gravitacionais rasgam o astro em gás, num processo conhecido como ruptura de maré. Esse tipo de evento já é conhecido, mas costuma ter brilho intenso e relativamente curto, que perde força em meses.
No caso agora descrito, o buraco negro parece não digerir a refeição com a mesma pressa. O material da estrela destruída só começa a ser expelido em um jato estreito e extremamente energético dois anos depois da ruptura. Desde então, esse jato não apenas persiste como continua a ficar mais luminoso em ondas de rádio. A emissão já está cerca de 50 vezes mais brilhante do que no momento da descoberta, um comportamento sem paralelo em registros anteriores.
Os dados vêm principalmente de radiotelescópios instalados no Novo México, nos Estados Unidos, e na África do Sul, que seguem o objeto há mais de seis anos. Os instrumentos enxergam o jato como uma fonte de rádio cada vez mais intensa, partindo da região central de uma galáxia muito além da Via Láctea. A distância é tão grande que a luz desse fenômeno leva 665 milhões de anos para chegar à Terra, o que significa que o evento ocorre quando a vida complexa ainda não existe em nosso planeta.
“O aumento exponencial na luminosidade dessa fonte é sem precedentes. Agora ela é cerca de 50 vezes mais brilhante do que quando foi descoberta e brilhante para um objeto em ondas de rádio. Isso vem acontecendo há anos e não há sinais de que vá parar. Isso é super incomum”, afirma a astrofísica Yvette Cendes, da Universidade de Oregon, autora principal do estudo.
Quando a estrela vira jato relativístico
Um buraco negro é um objeto tão denso que nem a luz escapa de sua gravidade. Ao redor dele existe o chamado horizonte de eventos, uma espécie de ponto sem retorno. Qualquer coisa que cruze essa fronteira desaparece para sempre, inclusive a estrela que se aproxima demais. Antes disso, porém, a vítima sofre a chamada “espaguetificação”: é esticada e despedaçada em um fio de gás, arrancado por forças de maré semelhantes às que movem os oceanos na Terra, mas em escala brutal.
Parte desse gás cai em direção ao buraco negro, aquece e alimenta o monstro cósmico. Outra parte não cruza o horizonte de eventos e é lançada de volta ao espaço em velocidades extremas, próximas à da luz. Surge então o jato relativístico, nome técnico para o feixe de matéria e energia expelido nessas condições. Nos dados em rádio, esse jato aparece como uma fonte compacta e cada vez mais luminosa, alimentada pelos restos da anã vermelha destruída.
“Depois que a estrela foi destruída, parte desse gás caiu em direção ao buraco negro e se aqueceu, e o buraco negro começou a consumir a estrela. A luz de rádio brilhante que vemos com nossos telescópios é produzida por matéria estelar que se aqueceu, mas nunca cruzou o horizonte de eventos — como um bebê exigente que mastiga a comida e o cospe violentamente, em vez de engoli-la”, diz Kate Alexander, astrofísica da Universidade do Arizona e coautora do trabalho.
A equipe ainda não sabe por que exatamente esse jato específico é tão duradouro e intenso. Um candidato natural é o campo magnético que envolve o buraco negro, capaz de acelerar partículas e organizar o fluxo de matéria em feixes estreitos. Mas os dados sugerem que há algo mais em jogo. “Quanto ao que causa o jato relativístico em primeiro lugar, na verdade não sabemos, e essa é uma área ativa de pesquisa. Provavelmente tem algo a ver com campos magnéticos ao redor do buraco negro, mas também claramente deve ser algo incomum, ou então veríamos mais deles”, afirma Cendes.
O que muda na compreensão dos buracos negros
Eventos de ruptura de maré ajudam a testar, na prática, teorias sobre gravidade extrema, matéria em alta energia e comportamento de campos magnéticos em torno de buracos negros. O caso agora descrito pressiona esses modelos. O jato permanece ativo por seis anos, com tendência de alta, e obriga os pesquisadores a revisar a forma como o gás cai e é redirecionado nessas regiões. Se esse tipo de atividade for mais comum do que se pensava, a contabilidade de energia no centro das galáxias pode mudar.
Um jato tão longo e luminoso injeta uma quantidade significativa de energia no espaço ao redor. Esse processo pode aquecer gás interestelar, impedir a formação de novas estrelas em certas regiões ou, em cenários opostos, comprimir núvens de gás e estimular novos nascimentos estelares. Modelos de evolução de galáxias, que já consideram a influência de buracos negros supermassivos, ganham agora um exemplo extremo e bem documentado para calibrar simulações e previsões.
A descoberta também interessa a projetos de novos observatórios em rádio e em outras faixas de energia. Instrumentos como o Square Kilometre Array, em construção na África do Sul e na Austrália, poderão flagrar mais eventos desse tipo e medir com maior precisão a estrutura de jatos relativísticos. Quanto mais casos forem identificados, maior a chance de distinguir o que é exceção e o que se torna regra em torno de buracos negros.
Na prática, o estudo não traz impacto direto imediato para a vida cotidiana na Terra. O ganho está no entendimento de processos fundamentais que moldam o universo em escalas de milhões de anos-luz e bilhões de anos. É esse pano de fundo cósmico que define como galáxias nascem, crescem e morrem — inclusive a Via Láctea, que abriga o nosso Sistema Solar.
Fenômeno deve seguir ativo por mais uma década
Os pesquisadores estimam que o jato continue a aumentar de brilho até o fim deste ano ou ao longo de 2027. Depois disso, a tendência é de queda lenta, que pode se estender por uma década ou mais. Para os radiotelescópios, isso significa um laboratório natural em tempo real, raro e valioso, para observar como um buraco negro administra a energia dos restos de uma estrela devorada.
“Depois que a transferência atingir o pico, ela deve diminuir lentamente, então provavelmente ainda poderemos vê-la por uma década ou mais”, projeta Alexander. Cada novo conjunto de dados deve refinar cálculos sobre massa, velocidade e composição do jato, além de testar se as teorias atuais suportam números tão extremos. A pergunta que permanece em aberto é se esse buraco negro é um caso fora da curva ou o primeiro exemplo bem monitorado de um tipo de comportamento até agora invisível. As próximas observações vão dizer se o universo guarda mais episódios dessa indigestão cósmica prolongada.