Telescópios da Nasa registram raro momento em que buraco negro devora estrela

Imagem captada pelo telescópio Espacial Hubble das galáxias NGC 6099 (embaixo à esquerda) e NGC 6098 (em cima à direita). A mancha roxa representa a emissão de raios X, gerado pela destruição de um estrela por um buraco negro de massa intermediária. - (Foto: Nasa/Divulgação)

O Telescópio Espacial Hubble e o Observatório de Raios X Chandra, ambos operados pela Agência Espacial dos Estados Unidos, a Nasa, conseguiram captar o momento exato em que um buraco negro de classe massa intermediária (BMIs) - que pesa algumas centenas de vezes a massa do Sol - devora uma estrela nos arredores da galáxia NGC 6099.

Essa observação é considerada rara. A agência espacial americana explica que os buracos negros desta categoria (que não são nem muito grandes e nem muito pequenos) costumam ser invisíveis porque "não devoram tanto gás e estrelas quanto os supermassivos".

Pela primeira vez com riqueza de detalhes, um buraco negro de massa intermediária — também conhecido como BMI — foi flagrado devorando uma estrela em uma galáxia a cerca de 450 milhões de anos-luz da Terra. O raro registro foi feito por dois dos principais instrumentos da Nasa: o Telescópio Espacial Hubble e o Observatório de Raios X Chandra.

O fenômeno, classificado pelos astrônomos como um evento de perturbação de maré, ocorreu nos arredores da galáxia NGC 6099, localizada na constelação de Hércules. A explosão de radiação foi captada a aproximadamente 40 mil anos-luz do centro da galáxia, onde o buraco negro atraiu e destruiu gravitacionalmente uma estrela que se aproximou demais de seu campo de influência.

Buracos negros de massa intermediária são extremamente difíceis de detectar porque, ao contrário dos supermassivos encontrados nos centros das galáxias ou dos menores, formados por colapsos de estrelas, eles raramente emitem sinais observáveis. "Para serem encontrados, eles precisam ser capturados quando estão em busca de alimento", explicou a Nasa, em comunicado oficial publicado em seu site.

Quando esse tipo de buraco negro captura uma estrela, libera um forte jorro de radiação, como ocorreu neste caso. O Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI) publicou um vídeo que simula o momento do evento.

"Este vídeo ilustra um buraco negro de massa intermediária capturando e destruindo gravitacionalmente uma estrela", explica a legenda da publicação. "Uma estrela vagueia perto do buraco negro e é dilacerada gravitacionalmente em uma explosão de radiação."

O estudo completo foi publicado no Astrophysical Journal e liderado pelo pesquisador Yi-Chi Chang, da Universidade Nacional Tsing Hua, em Taiwan. Segundo ele, o fenômeno fornece pistas cruciais sobre a origem e a evolução dos buracos negros supermassivos, que chegam a bilhões de vezes a massa do nosso Sol.

“Fontes de raios X com luminosidade tão extrema são raras fora dos núcleos de galáxias e podem servir como uma sonda fundamental para identificar os elusivos IMBHs. Elas representam um elo perdido crucial entre os buracos negros estelares e os supermassivos”, afirmou Chang.

A existência dos BMIs é considerada um “elo perdido” na compreensão da formação e evolução das estruturas cósmicas. Esses buracos negros têm massa entre dezenas e centenas de vezes a do Sol, o que os coloca entre os buracos negros de massa estelar — formados pela morte de estrelas — e os supermassivos, que residem nos centros das grandes galáxias.

A comunidade científica debate duas teorias principais para a formação dos supermassivos:

1. A partir dos IMBHs: Eles poderiam crescer ao longo de bilhões de anos, fundindo-se com outros buracos negros e acumulando matéria, até atingirem tamanhos colossais.

2. Colapso direto: Nuvens de gás muito massivas no universo primitivo poderiam colapsar diretamente em buracos negros supermassivos, sem formar estrelas antes.

A Nasa aponta que esta nova descoberta reforça a hipótese de que as galáxias podem conter buracos negros intermediários "satélites", que orbitam fora do núcleo galáctico — como foi o caso do flagrado pelo Hubble e pelo Chandra.

“O panorama emergente com essa nova descoberta é que as galáxias podem ter IMBHs orbitando no halo galáctico, mas nem sempre migrando para o centro”, destaca o comunicado da agência espacial americana.

As observações reforçam a possibilidade de que as galáxias maiores cresçam ao se fundirem com galáxias menores que, por sua vez, abrigam buracos negros intermediários em suas periferias.

A pesquisadora Rosanne Soria, da Universidade de Curtin (Austrália), coautora do estudo, destacou a importância de continuar observando esse tipo de fenômeno.

“Se tivermos sorte, encontraremos mais buracos negros flutuantes subitamente se tornando brilhantes em raios X devido a um evento de perturbação de maré. Se pudermos fazer um estudo estatístico, isso nos dirá quantos desses buracos negros flutuantes existem, com que frequência eles perturbam uma estrela e como galáxias maiores cresceram ao se reunir com galáxias menores”, afirmou.

O evento só pôde ser observado graças à combinação de dados ópticos e de raios X obtidos por dois dos principais instrumentos da Nasa:

• Hubble Space Telescope: captura imagens de alta resolução em luz visível e ultravioleta.

• Chandra X-ray Observatory: especializado em detectar radiações de alta energia, como os raios X emitidos por objetos extremamente quentes e violentos, como buracos negros.

Ambos foram fundamentais para registrar o momento em que o buraco negro engoliu a estrela e para identificar a assinatura de radiação típica de um evento de perturbação de maré.

A detecção deste fenômeno é mais um passo na busca por entender como os buracos negros se distribuem no universo e de que forma influenciam a formação de galáxias. A expectativa dos pesquisadores é que novos instrumentos, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST), possam complementar essa investigação.

A própria Nasa já encontrou indícios de buracos negros desproporcionalmente grandes em relação às suas galáxias hospedeiras no universo primitivo, o que reforça a necessidade de mais dados para entender se esses objetos surgiram de IMBHs ou se colapsaram diretamente a partir de nuvens de gás.

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