{"id":3013,"date":"2020-04-28T06:03:30","date_gmt":"2020-04-28T06:03:30","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=3013"},"modified":"2020-04-28T06:03:42","modified_gmt":"2020-04-28T06:03:42","slug":"estrela-sobrevive-quase-encontro-com-buraco-negro-gigante","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2020\/04\/28\/estrela-sobrevive-quase-encontro-com-buraco-negro-gigante\/","title":{"rendered":"Estrela sobrevive quase-encontro com buraco negro gigante"},"content":{"rendered":"\n
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Ilustra\u00e7\u00e3o do buraco negro e da an\u00e3 branca.
Cr\u00e9dito: raios-X – NASA\/CXO\/CSIC-INTA\/G.Miniutti et al.; Ilustra\u00e7\u00e3o – NASA\/CXC\/M. Weiss<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos podem ter descoberto um novo tipo de hist\u00f3ria de sobreviv\u00eancia: uma estrela que teve um encontro pr\u00f3ximo com um buraco negro gigante e sobreviveu para contar a narrativa atrav\u00e9s de emiss\u00f5es de raios-X.<\/p>\n\n\n\n

Dados do Observat\u00f3rio de raios-X da NASA e do XMM-Newton da ESA descobriram a hist\u00f3ria que come\u00e7ou com uma gigante vermelha que passou demasiado perto de um buraco negro supermassivo numa gal\u00e1xia a cerca de 250 milh\u00f5es de anos-luz da Terra. O buraco negro, localizado numa gal\u00e1xia chamada GSN 069, tem uma massa de cerca de 400.000 vezes a do Sol, colocando-o na extremidade inferior da gama dos buracos negros supermassivos.<\/p>\n\n\n\n

Assim que a gigante vermelha foi capturada pela gravidade do buraco negro, as camadas externas da estrela contendo hidrog\u00e9nio foram arrancadas e levadas para o buraco negro, deixando o n\u00facleo da estrela – conhecido como an\u00e3 branca – para tr\u00e1s.<\/p>\n\n\n\n

“Na minha interpreta\u00e7\u00e3o dos dados de raios-X, a an\u00e3 branca sobreviveu, mas n\u00e3o escapou,” disse Andrew King, da Universidade de Leicester, Reino Unido, que realizou este estudo. “Agora est\u00e1 presa numa \u00f3rbita el\u00edptica em torno do buraco negro, completando uma viagem aproximadamente a cada nove horas.”<\/p>\n\n\n\n

\u00c0 medida que a an\u00e3 branca faz quase tr\u00eas \u00f3rbitas por cada dia terrestre, o buraco negro retira material na sua maior aproxima\u00e7\u00e3o (a n\u00e3o mais do que 15 vezes o raio do horizonte de eventos – o ponto de n\u00e3o retorno – do buraco negro). O detrito estelar entra num disco em redor do buraco negro e liberta um surto de raios-X que o Chandra e o XMM-Newton podem detetar. Al\u00e9m disso, King prev\u00ea que ondas gravitacionais ser\u00e3o emitidas pelo par constitu\u00eddo pelo buraco negro e pela an\u00e3 branca, especialmente no seu ponto mais pr\u00f3ximo.<\/p>\n\n\n\n

Qual ser\u00e1 o futuro da estrela e da sua \u00f3rbita? O efeito combinado das ondas gravitacionais e uma mudan\u00e7a no tamanho da estrela \u00e0 medida que perde massa dever\u00e1 fazer com que a \u00f3rbita se torne mais circular e cres\u00e7a em tamanho. O ritmo de perda de massa diminui constantemente, assim como a dist\u00e2ncia da an\u00e3 branca ao buraco negro aumenta.<\/p>\n\n\n\n

“Vai esfor\u00e7ar-se para fugir, mas n\u00e3o h\u00e1 escapat\u00f3ria. O buraco negro vai devorar a an\u00e3 branca cada vez mais lentamente, mas nunca parar\u00e1,” disse King. “Em princ\u00edpio, esta perda de massa vai continuar at\u00e9 e mesmo depois da an\u00e3 branca desvanecer at\u00e9 \u00e0 massa de J\u00fapiter, daqui a um bili\u00e3o de anos. Esta seria uma maneira notavelmente lenta e complicada do Universo formar um planeta!”<\/p>\n\n\n\n

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Esquema que mostra a \u00f3rbita da an\u00e3 branca. Se desenhada \u00e0 escala, seria demasiado pequena para ver na imagem. O buraco negro \u00e9 rodeado por um disco de material (representado em laranja e vermelho). A Relatividade Geral provoca um efeito de precess\u00e3o, mudando o \u00e2ngulo dos “loops” na \u00f3rbita cerca de 70\u00ba \u00e0 medida que a an\u00e3 branca passa pelo buraco negro. A orienta\u00e7\u00e3o da figura \u00e9 vista de modo que os diferentes “loops” apare\u00e7am quase de lado. Se vistos de face, os “loops” orbitais pareceriam de forma oval, mas n\u00e3o seriam t\u00e3o estreitos.
Cr\u00e9dito: NASA\/CXC\/M. Weiss <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos encontraram muitas estrelas que foram completamente destru\u00eddas por encontros com buracos negros (os chamados eventos de perturba\u00e7\u00e3o de mar\u00e9), mas h\u00e1 muito poucos casos relatados de “quase-encontros”, onde a estrela provavelmente sobreviveu.<\/p>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos encontraram muitas estrelas que foram completamente destru\u00eddas por encontros com buracos negros (os chamados eventos de perturba\u00e7\u00e3o de mar\u00e9), mas h\u00e1 muito poucos casos relatados de “quase-encontros”, onde a estrela provavelmente sobreviveu.<\/p>\n\n\n\n

Encontros pr\u00f3ximos como este devem ser mais comuns do que colis\u00f5es diretas, dadas as estat\u00edsticas dos padr\u00f5es de tr\u00e1fego c\u00f3smico, mas podem ser facilmente n\u00e3o observados por v\u00e1rias raz\u00f5es. Primeiro, uma estrela sobrevivente mais massiva pode demorar demasiado tempo a concluir uma \u00f3rbita em torno do buraco negro para os astr\u00f3nomos observem surtos repetidos. Outra quest\u00e3o \u00e9 que os buracos negros supermassivos que s\u00e3o muito mais massivos do que o situado na gal\u00e1xia GSN 069 podem engolir diretamente uma estrela, em vez desta cair para \u00f3rbitas onde perde massa periodicamente. Nestes casos, os astr\u00f3nomos nada observariam.<\/p>\n\n\n\n

“Em termos astron\u00f3micos, este evento s\u00f3 \u00e9 vis\u00edvel atrav\u00e9s dos nossos telesc\u00f3pios atuais por um curto per\u00edodo de tempo – cerca de 2000 anos,” disse King. “De modo que a menos que tenhamos uma sorte extraordin\u00e1ria de ter capturado este evento, podem haver muito mais que estejamos a perder. Tais encontros podem ser uma das principais maneiras dos buracos negros do tamanho do buraco negro de GSN 069 crescerem.”<\/p>\n\n\n\n

King prev\u00ea que a an\u00e3 branca tem uma massa de apenas dois-d\u00e9cimos da massa do Sol. Se a an\u00e3 branca era o n\u00facleo da gigante vermelha que foi completamente despojada do seu hidrog\u00e9nio, dever\u00e1 ser rica em h\u00e9lio. O h\u00e9lio teria sido criado pela fus\u00e3o de \u00e1tomos de hidrog\u00e9nio durante a evolu\u00e7\u00e3o da gigante vermelha.<\/p>\n\n\n\n

“\u00c9 incr\u00edvel pensar que a \u00f3rbita, a massa e a composi\u00e7\u00e3o de uma pequena estrela a 250 milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia podem ser inferidas,” disse King.<\/p>\n\n\n\n

King fez uma previs\u00e3o com base no seu cen\u00e1rio. Dado que a an\u00e3 branca est\u00e1 t\u00e3o perto do buraco negro, os efeitos da Teoria da Relatividade Geral significam que a dire\u00e7\u00e3o do eixo da \u00f3rbita deve oscilar, ou “precessar”. Esta oscila\u00e7\u00e3o deve repetir-se a cada dois dias e pode ser detet\u00e1vel com observa\u00e7\u00f5es suficientemente longas.<\/p>\n\n\n\n

O artigo que descreve estes resultados foi publicado na edi\u00e7\u00e3o de mar\u00e7o de 2020 da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e est\u00e1 dispon\u00edvel online.<\/p>\n\n\n\n

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