No coração de uma galáxia distante, a cerca de 275 milhões de anos-luz de nós, um buraco negro supermassivo está desafiando as expectativas científicas. Localizado no núcleo da galáxia 1ES 1927+654, ele é menor do que outros buracos negros supermassivos, com “apenas” 1 milhão de vezes a massa do Sol. Mas, apesar de sua modéstia relativa, seu comportamento errático continua intrigando astrônomos. Agora, uma equipe de cientistas propõe que uma estrela anã branca pode ser responsável pelos flashes de luz enigmáticos emanando do buraco negro, um fenômeno raro e fascinante.
“Isso seria a coisa mais próxima que conhecemos em torno de qualquer buraco negro”, explica Megan Masterson, física do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e autora principal do estudo. “Isso nos diz que objetos como anãs brancas podem ser capazes de viver muito perto de um horizonte de eventos por um período de tempo relativamente longo.”
Desde 2018, o buraco negro de 1ES 1927+654 tem mostrado um comportamento peculiar. Naquele ano, sua coroa de raios X desapareceu subitamente, apenas para reaparecer mais brilhante do que nunca, aumentando 20 vezes sua luminosidade. A comunidade científica sugeriu que isso poderia ser o resultado de uma reversão magnética, mas o mistério estava longe de ser resolvido.
O que veio depois foi ainda mais intrigante. Em 2022, o telescópio espacial XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia, captou flutuações regulares na luz de raios X emitida pelo buraco negro, conhecidas como oscilações quase periódicas (QPOs). Essas flutuações, inicialmente ocorrendo a cada 18 minutos, começaram a acelerar até chegarem a menos de sete minutos em um período de dois anos. Esse padrão intrigante levou os cientistas a especular sobre o que poderia estar acontecendo nas proximidades do buraco negro.
“Ver algo nos raios X já está lhe dizendo que você está bem perto do buraco negro”, afirma Erin Kara, também física do MIT e coautora do estudo. “Quando você vê variabilidade na escala de tempo de minutos, isso está perto do horizonte de eventos, e a primeira coisa que sua mente pensa é em movimento circular, e se algo poderia estar orbitando ao redor do buraco negro.”
Após analisar as características das QPOs e a luz detectada, os pesquisadores chegaram à conclusão mais provável: uma anã branca compacta está orbitando muito perto do buraco negro, dentro de um raio extremamente pequeno. Eles estimaram que a estrela, que possui cerca de 0,1 vezes a massa do Sol, compactada em uma esfera entre a Terra e a Lua em diâmetro, completa uma volta em torno do buraco negro a cada sete minutos.
Essa proximidade não é apenas extraordinária, mas também perigosa. Estando tão próxima do horizonte de eventos, a anã branca provavelmente está perdendo parte de sua camada externa devido à imensa gravidade do buraco negro. No entanto, sua densidade extrema impede que ela seja completamente destruída, ao contrário do que aconteceria com uma estrela comum.
Curiosamente, essa perda de material pode estar proporcionando à anã branca uma espécie de “impulso gravitacional”, afastando-a lentamente do buraco negro. Caso essa hipótese esteja correta, os cientistas esperam observar um aumento gradual no intervalo entre as oscilações de luz, indicando que a estrela está recuando para uma distância mais segura.
Esse estudo representa um raro vislumbre dos ambientes extremos ao redor de buracos negros supermassivos. As QPOs são fenômenos mal compreendidos, mas oferecem uma oportunidade de explorar as forças gravitacionais e as interações de matéria em condições extremas.
“A única coisa que aprendi com essa fonte é nunca parar de olhar para ela porque ela provavelmente nos ensinará algo novo”, reflete Masterson. “O próximo passo é apenas manter os olhos abertos.”
A equipe pretende continuar monitorando 1ES 1927+654 usando telescópios espaciais e terrestres. Suas descobertas foram apresentadas na 245ª reunião da American Astronomical Society e aceitas para publicação na revista Nature. O artigo completo também pode ser encontrado no servidor de pré-impressão arXiv.
Sobre a imagem: Impressão artística de uma anã branca lançando raios de luz enquanto surfa no horizonte de eventos do buraco negro supermassivo. Créditos da imagem: Aurore Simonnet / Universidade Estadual de Sonoma
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