Buraco negro está se alimentando de estrela e o disco de acreção quebrou recorde com brilho de 10 trilhões de estrelas

No senso comum, buracos negros são considerados ralos cósmicos que engolem tudo ao redor deles. No entanto, a verdade é que esses objetos são bem mais complexos e embora sua gravidade seja extremamente intensa, um objeto precisa chegar muito perto para ser capturado. Quando uma estrela ou nuvem de gás se aproxima demais, o campo gravitacional de um buraco negro pode despedaçá-la num processo conhecido como evento de ruptura tidal.

Nesse processo, parte doe material é arremessado para o espaço, enquanto o restante começa a orbitar o buraco negro, dando início a um processo chamado acreção. Nesse processo, o gás não cai diretamente no buraco negro, pois possui momento angular. Em vez disso, ele forma um disco de acreção, onde o momento angular é transportado, permitindo que o material espiralize lentamente para dentro. Uma enorme quantidade de energia gravitacional é convertida em radiação, tornando o disco extremamente brilhante.

Esses discos de acreção podem ser tão brilhantes ao ponto de serem observados a bilhões de anos-luz de distância. Recentemente, astrônomos registraram um evento onde um disco de acreção atingiu um brilho equivalente ao de 10 trilhões de estrelas, um dos mais intensos já observados. Esse fenômeno chamou atenção dos astrônomos para conseguir estudar como buracos negros conseguem se alimentar e a quantidade de energia envolvida no processo.

Discos de acreção

O processo de acreção em buracos negros ocorre quando gás e plasma são capturados pelo campo gravitacional e formam um disco de acreção ao redor do horizonte de eventos. O momento angular é transportado para fora através de processos magnetohidrodinâmicos e permite que o material se mova gradualmente para dentro. O processo também é responsável por transformar parte da energia potencial gravitacional em energia térmica e radiação.

Em alguns tipos de acreção, o aquecimento do disco é responsável para que ele emita radiação em diferentes comprimentos de onda. Discos ao redor de buracos negros estelares irradiam principalmente em raios X, enquanto os de buracos negros supermassivos brilham no óptico e ultravioleta. Em alguns casos, campos magnéticos intensos canalizam parte da energia para formar jatos relativísticos que emitem rádio e raios gama.

Como observar buracos negros?

O brilho emitido pelos discos de acreção é a principal forma de observar e estudar buracos negros. Quando falamos em observar buracos negros, estamos falando sobre observar o disco de acreção ao redor deles já que eles próprios não emitem ou refletem luz. A radiação gerada revela informações sobre as propriedades físicas do sistema, como a massa, rotação e taxa de acreção.

A análise dos espectros e das variações de luminosidade nos dá a geometria do disco, a presença de campos magnéticos e até efeitos relativísticos. Em sistemas binários, essas emissões também ajudam a estimar com precisão a massa do buraco negro a partir da dinâmica da estrela companheira. Foi justamente essa emissão que possibilitou a primeira imagem direta de um buraco negro, obtida em 2019 pelo Event Horizon Telescope (EHT).

Buraco negro que consome uma estrela gigante

Uma nova observação mostrou um buraco negro supermassivo gerando um pico de brilho que quebrou recorde após acretar uma estrela com pelo menos 30 vezes a massa do Sol. Esse evento que recebeu o nome de J2245+3743 poderá se tornar o mais poderoso e distante já registrado de um buraco negro supermassivo. O buraco negro é estimado ter cerca de 500 milhões de massas solares e está localizado a cerca de 10 bilhões de anos-luz de distância.

Ao longo de vários meses de observação, os astrônomos registraram um brilho até 30 vezes mais intenso do que o de qualquer outro já observado. Segundo o artigo, o pico atingiu o brilho equivalente a 10 trilhões de estrelas. Além disso, a intensidade variou cerca de quarenta vezes durante o período de monitoramento. Esse resulta confirma que a região em torno de buracos negros possui uma dinâmica energética e instável.

Recorde quebrado

O evento causado pelo J2245+3743 é um recorde cósmico em termos de luminosidade. Até hoje, cerca de 100 eventos semelhantes já foram observados, e a maioria deles apresenta um brilho comparável à atividade normal de acreção dos buracos negros. Eles podem ser tão fracos que chegam até ser difícil de detectar. O brilho do J2245+3743 ultrapassou em várias ordens de magnitude o brilho típico de outros TDEs já registrados.

Enquanto a maioria dos eventos anteriores exigiu análises detalhadas para se distinguir da atividade de fundo do buraco negro, o J2245+3743 foi imediatamente visível e reconhecido, tamanha sua intensidade. Com isso, foi possível acompanhar com mais detalhes como o brilho variou em função do tempo e obteve mais informação sobre o processo. O recorde ajuda a entender melhor o processo de acreção extrema e emissão de radiação.

Referência da notícia

Graham et al. 2025 An extremely luminous flare recorded from a supermassive black hole Nature Astronomy