Buraco negro tem “indigestão” inédita após devorar estrela anã vermelha

Um buraco negro supermassivo a 665 milhões de anos-luz entra em uma espécie de “indigestão cósmica” após destruir uma estrela anã vermelha. Seis anos depois do banquete, ele segue cuspindo jatos de matéria em alta velocidade, num dos eventos mais longos e energéticos já vistos pelos astrônomos.

Um banquete que não termina

O comportamento incomum do buraco negro, situado no centro de uma galáxia distante além da Via Láctea, intriga equipes de astrofísicos desde meados da década de 2020. O que começa como um evento violento, mas relativamente rápido, típico de quando uma estrela chega perto demais de um buraco negro, se transforma em um espetáculo persistente, monitorado ano a ano por radiotelescópios no Novo México e na África do Sul.

Esses observatórios registram um jato de matéria estelar que não só não esfria, como segue ganhando força. O material da estrela destruída leva dois anos para começar a ser expelido em ondas de rádio detectáveis. A partir daí, a emissão se sustenta por pelo menos seis anos, período sem paralelo em fenômenos desse tipo. O brilho em rádio aumenta de forma explosiva e transforma o caso em um laboratório cósmico para entender como buracos negros comem e, sobretudo, o que eles deixam escapar.

Quando a estrela vira espaguete

O episódio começa como tantos outros encontros fatais no centro de galáxias. Uma estrela anã vermelha, com cerca de um décimo da massa do Sol, passa perto demais do horizonte de eventos do buraco negro, a região sem retorno onde a gravidade vence tudo, inclusive a luz. As forças de maré, as mesmas que na Terra levantam e abaixam oceanos, ali operam em escala extrema. A estrela é esticada e rasgada em um fio de gás, num processo que os físicos apelidam de “espaguetificação”.

Parte desse gás cai em direção ao buraco negro, aquece e alimenta o monstro cósmico. Outra fração, porém, não cruza a fronteira final. “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 estudo.

O buraco negro por trás do fenômeno tem cerca de 5 milhões de vezes a massa do Sol, uma escala semelhante à do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, que possui algo em torno de 4 milhões de massas solares. Apesar de familiar em tamanho, ele se mostra atípico no comportamento. O jato relativístico — assim chamado porque o material é acelerado a velocidades próximas à da luz — foge ao padrão conhecido em duração, potência e atraso entre a destruição da estrela e o início da ejeção observável.

A principal autora da análise, Yvette Cendes, da Universidade de Oregon, acompanha a fonte há anos e se surpreende com a escalada do brilho. “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 que está em ondas de rádio. Isso vem acontecendo há anos e não há sinais de que vá parar. Isso é super incomum”, afirma.

Um laboratório extremo para a física dos buracos negros

Eventos em que buracos negros destroem estrelas, conhecidos como eventos de ruptura por maré, já são observados com alguma regularidade nas últimas décadas. Em geral, o brilho cresce rápido, atinge o pico em meses e depois cai de forma gradual. O caso agora descrito foge a esse roteiro. O jato leva cerca de dois anos para aparecer e, em vez de enfraquecer, segue se intensificando ao longo de pelo menos seis anos.

O desvio em relação ao padrão torna o fenômeno uma peça-chave para testar teorias sobre como campos magnéticos se organizam ao redor de buracos negros. Essas estruturas invisíveis provavelmente ajudam a canalizar a matéria para fora, em jatos estreitos e colimados. “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”, diz Cendes.

Os dados dos radiotelescópios no Novo México e na África do Sul permitem acompanhar em detalhes essa engenharia cósmica. A distância de 665 milhões de anos-luz significa que a luz sai da galáxia quando a vida multicelular ainda engatinha na Terra, mas a física que governa o processo é a mesma que atua hoje no centro da Via Láctea e em outras galáxias. Ao medir a intensidade, a velocidade e a expansão do jato, os pesquisadores refinam modelos que explicam como buracos negros crescem, como regulam a formação de estrelas ao redor e como devolvem energia ao meio intergaláctico.

As implicações vão além da curiosidade sobre um único objeto extremo. Jatos como esse podem varrer gás de regiões inteiras de uma galáxia e interromper a formação de novas estrelas por milhões de anos. Em outros cenários, podem comprimir nuvens de gás e disparar surtos de nascimento estelar. Entender quando e como eles se formam ajuda a explicar por que algumas galáxias são ativas, com núcleos brilhantes, enquanto outras vivem fases mais calmas.

O que os astrônomos esperam ver a seguir

As equipes envolvidas na observação do fenômeno trabalham com uma previsão cautelosa. O jato deve atingir seu máximo entre o fim de 2026 e 2027, se a tendência atual se mantém. Depois desse pico, a expectativa é que a luminosidade caia devagar, em uma fase de rescaldo que pode durar uma década ou mais.

“Depois que a transferência atingir o pico, ela deve diminuir lentamente, então provavelmente ainda poderemos vê-la por uma década ou mais”, projeta Alexander. A longa cauda de emissão garante uma janela rara para testar hipóteses, comparar com outros eventos de ruptura por maré e ajustar instrumentos e métodos de análise. Nos próximos anos, novas redes de radiotelescópios e observatórios em outros comprimentos de onda devem mirar o mesmo alvo, na tentativa de montar um retrato mais completo desse buraco negro em aparente má digestão. A resposta para por que ele é tão voraz e, ao mesmo tempo, tão pródigo em cuspir matéria talvez não venha rápido, mas cada novo dado aproxima os astrônomos de entender como se comportam, de fato, os objetos mais extremos do cosmos.