Astrônomos Descobrem as Maiores Explosões desde o Big Bang

Impressão artística de um otorrinolaringologista. (Observatório W. M. Keck/Adam Makarenko)

O telescópio espacial Gaia capturou inesperadamente um tipo até então desconhecido de enorme explosão cósmica — possivelmente as maiores explosões desde o próprio Big Bang.

Explosões Gigantescas de Galáxias Distantes

Orientados de núcleos galácticos distantes, o Gaia detectou picos repentinos e intensos de brilho — enormes explosões de luz que duraram muito mais do que qualquer outra documentada anteriormente.

Essas explosões liberam energia equivalente à que 100 sóis emitiriam ao longo de suas vidas inteiras combinadas.

Estudando as assinaturas de luz, os cientistas descobriram um fenômeno ao mesmo tempo familiar e novo: estrelas massivas sendo dilaceradas por buracos negros supermassivos, mas em uma escala nunca vista antes.

As estrelas envolvidas eram todas grandes — pelo menos três vezes a massa do nosso Sol — e cada buraco negro era uma entidade supermassiva no centro de sua galáxia.

Esses eventos, tipicamente conhecidos como eventos de ruptura de maré (TDEs), foram agora apelidados de “transitórios nucleares extremos” (ENTs) pelos pesquisadores.

ENTs: Mais brilhantes e Duradouros que as TDEs Típicas

O astrofísico Jason Hinkle, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, explica: “Embora já tenhamos observado estrelas sendo destruídas por buracos negros antes, essas ENTs são extraordinariamente mais brilhantes — até dez vezes o brilho das TDEs típicas — e permanecem luminosas por anos, superando em muito até mesmo as supernovas mais brilhantes.”

A perturbação de maré ocorre quando uma estrela se aproxima demais de um buraco negro, e as imensas forças gravitacionais do buraco negro superam a própria gravidade da estrela, desintegrando-a em uma explosão dramática de luz antes que partes caiam além do horizonte de eventos.

Astrônomos usam telescópios de campo amplo para capturar esses eventos fugazes, observando explosões brilhantes repentinas em galáxias distantes. As TDEs geralmente mostram um rápido aumento no brilho seguido por um lento desvanecimento ao longo de semanas a meses, permitindo que os cientistas analisem a massa e a natureza dos objetos envolvidos.

Embora a missão principal do Gaia fosse mapear a Via Láctea em 3D medindo as posições estelares, ele também capturou erupções incomuns fora de seus objetivos principais.

Identificando Novos e Poderosos Eventos de Explosão

Entre elas, Hinkle e sua equipe identificaram duas erupções peculiares — Gaia16aaw (2016) e Gaia18cdj (2018) — que se assemelhavam a um poderoso evento registrado em 2020 pela Instalação Transiente de Zwicky, apelidada de “Barbie Assustadora” devido ao seu brilho extraordinário.

Após uma análise completa, a equipe descartou supernovas como a causa, uma vez que essas erupções eram pelo menos duas vezes mais energéticas do que qualquer supernova conhecida, cujo brilho tem um limite superior.

Ao contrário das supernovas, que brilham aproximadamente tanto quanto o Sol ao longo de 10 bilhões de anos, as ENTs emitem energia comparável à produção combinada de energia vitalícia de 100 sóis.

As características desses ENTs são muito semelhantes às de eventos de perturbação de maré em escala ampliada, tanto em energia quanto no padrão de seu brilho e desvanecimento.

Os ENTs são extremamente raros — cerca de 10 milhões de vezes menos comuns que as supernovas — mas oferecem pistas valiosas sobre como os buracos negros supermassivos crescem. Esses buracos negros, com milhões a bilhões de vezes a massa do Sol, permanecem um tanto misteriosos em seus processos de crescimento, e os ENTs podem representar uma maneira pela qual eles ganham massa.

Benjamin Shappee, também do Instituto de Astronomia, destaca sua importância: “Os ENTs são faróis brilhantes visíveis a vastas distâncias cósmicas, nos dando uma janela para o universo primitivo. Observar essas erupções prolongadas nos ajuda a entender o crescimento dos buracos negros durante o meio-dia cósmico, um período em que o universo tinha cerca de metade de sua idade atual e as galáxias formavam estrelas rapidamente e alimentavam seus buracos negros a taxas muito maiores do que as atuais.”

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