Estrelas sobrevivem a múltiplos encontros com buracos negros supermassivos, revela estudo
Astrofísicos identificam que rotação inicial rápida das estrelas explica o enfraquecimento progressivo dos flashes em encontros repetidos.
A maioria das galáxias abriga um buraco negro supermassivo em seu centro, com massas que podem superar bilhões de vezes a do Sol. Quando uma estrela passa próximo a esses objetos, sua destruição pode não ser imediata. Em eventos chamados de perturbações parciais de maré repetidas (rpTDEs), a estrela sobrevive e retorna para novos encontros, produzindo explosões de luz a cada passagem.
Embora essas interações permitam acompanhar o mesmo sistema por vários momentos, alguns mostram um fenômeno intrigante: as explosões de luz vão ficando progressivamente mais fracas. Pesquisadores da Universidade de Syracuse, liderados pela estudante Ananya Bandopadhyay, explicam que a velocidade de rotação da estrela antes do primeiro encontro com o buraco negro pode ser fundamental para entender esse comportamento.
Em uma perturbação total de maré, a estrela é despedaçada pela variação extrema da força gravitacional do buraco negro, e o material resultante cai sobre ele, liberando luz por dias ou meses. Já nos eventos parciais, apenas parte da massa é arrancada, e o núcleo da estrela continua em órbita, retornando para novas passagens em intervalos que podem variar de meses a anos.
A quantidade de material removido em cada passagem depende da estrutura interna da estrela. Estrelas de baixa massa, comparadas a uma ‘merengue fofa’, tornam-se mais susceptíveis às forças de maré, enquanto estrelas mais massivas, com uma estrutura interna concentrada, perdem principalmente as camadas externas, mantendo seu núcleo intacto e reduzindo a massa perdida em encontros subsequentes.
No entanto, modelos anteriores não conseguiam explicar por que algumas estrelas mostravam brilho decrescente nos flashes, já que mesmo com menos material removido, a luminosidade máxima prevista permanecia similar. A equipe descobriu que as forças de maré também aumentam a rotação da estrela após cada passagem, acelerando a queda do material removido e mantendo o brilho.
Para reproduzir o enfraquecimento observado, os cientistas incluíram uma estrela que já girava rapidamente antes do primeiro encontro. Nesse contexto, a rotação não aumenta significativamente nas passagens seguintes, o tempo para o material retornar ao buraco negro permanece constante e o pico de brilho diminui menos massa é removida, iguais às observações.
Um mecanismo possível para a rápida rotação inicial e a órbita apertada da estrela é o mecanismo de Hills. Nele, um sistema binário de estrelas se aproxima do buraco negro; a gravidade do buraco negro separa as estrelas, expulsando uma e prendendo a outra em órbita próxima. Estrelas de binários muito próximos podem estar em rotação sincronizada, justificando a rotação elevada.
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Com informações de www.sciencedaily.com.
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