Primeiro foi um brilho ultravioleta, depois vieram os raios X: assim desperta um buraco negro supermassivo

Uma equipe de cientistas liderada por Riccardo Middei, do Observatório Astronômico INAF de Roma, conseguiu monitorar o passo a passo de um buraco negro "ressuscitando" após um período de calmaria. Foram necessários seis anos de observação contínua da galáxia que o abriga para ver como, depois de perder quase todo o seu brilho, o gigante cósmico voltou a aumentar sua atividade de forma impressionante.

A descoberta ajudou a confirmar que alguns padrões da física espacial estão muito bem calculados, mas revelou que outros modelos teóricos podem estar bem errados.

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O grande despertar espacial

O estudo começou com dados coletados em 2007 e 2019 pela missão XMM Newton na galáxia Seyfert ESO 511-G030. Os cientistas notaram que, em 2019, o brilho no centro dessa galáxia estava 10 vezes mais fraco do que antes, tanto na luz ultravioleta quanto na detecção de raios X. O buraco negro estava praticamente dormindo. 

Para acompanhar o que aconteceria a seguir, os pesquisadores usaram o Observatório Neil Gehrels Swift para monitorar a região regularmente de 2019 até 2025. A paciência deu resultado: em 2021, o monstro espacial começou a dar sinais de vida.

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Como funciona o motor de um buraco negro?

A galáxia estudada possui um núcleo ativo, o que significa que o seu centro brilha muito mais do que a soma de todas as suas estrelas juntas. Esse holofote cósmico é alimentado por um buraco negro supermassivo que suga tudo o que chega perto demais.

Nesse processo de queda da matéria, duas regiões principais emitem radiação e ajudam os astrônomos a medir a atividade do buraco negro: 

• O disco de acreção: Um anel giratório feito de gás quente e poeira que cai em direção ao centro, emitindo luz óptica e radiação ultravioleta.
• A coroa: Uma camada de plasma superaquecido que fica logo acima do disco e emite, majoritariamente, raios X. 

O despertar aconteceu exatamente nessa ordem física: primeiro, entre 2021 e 2023, houve um aumento nítido no brilho ultravioleta (o disco de acreção acelerou). Logo em seguida, entre 2022 e 2023, os raios X dispararam (a coroa foi reativada). No total, o brilho puro do buraco negro aumentou de 20 a 30 vezes. 

O que está certo (e o que não faz sentido)

O fenômeno serviu para testar uma teoria importante da astrofísica: a taxa de Eddington. Esse cálculo define o limite universal de matéria que um buraco negro consegue atrair antes que a sua própria radiação empurre o gás para longe. 

Como a transição desse buraco negro — que tem uma massa equivalente a 17 milhões de vezes a do Sol — seguiu a mesma proporção de buracos negros pequenos, a ciência confirmou que esse limite é realmente universal. 

No entanto, há um mistério que quebrou os modelos matemáticos: a velocidade. Tanto o processo de "dormir" quanto o de "acordar" aconteceram rápido demais, em um ritmo muito superior ao que qualquer simulação atual previa. Ficou claro que a física ainda não entende perfeitamente a dinâmica de velocidade desses gigantes espaciais. 

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Para tentar corrigir esses modelos, os astrônomos agora depositam suas esperanças em novas instalações, como o Observatório Vera Rubin, que ajudará a monitorar mais galáxias parecidas em busca da peça que falta para resolver o quebra-cabeça cósmico. 

Imagem | NASA

Texto traduzido e adaptado do Xataka Espanha.