O eco da luz de um raio X do núcleo de uma galáxia foi observado. Quando a estrela estava sendo puxada para dentro do buraco negro, seu material foi injetado no disco de acúmulo do buraco negro, causando uma explosão repentina de radiação. A emissão de reflexo de raios-X resultante foi observada ao atingir gases estelares locais, produzindo o eco da luz. Este evento nos dá uma visão melhor de como as estrelas são comidas por buracos negros supermassivos e fornece um método para mapear a estrutura dos núcleos galácticos. Os cientistas agora acreditam que têm evidências observacionais para os indescritíveis toro molecular acredita-se que envolva buracos negros supermassivos ativos.
Ecos de luz de galáxias distantes já foram observados antes. Os ecos de uma supernova que ocorreu há 400 anos (que agora é observado como o remanescente da supernova SNR 0509-67.5) foram apenas observados aqui na Terra, depois que as emissões da supernova ricochetearam na matéria galáctica. Esta é a primeira vez, no entanto, que as emissões energéticas de um influxo repentino de matéria para um disco de acumulação de buraco negro supermassivo foram observadas ecoando gases dentro dos núcleos galácticos. Este é um passo importante para entender como as estrelas são consumidas por buracos negros supermassivos. Além disso, o eco age como um holofote, destacando a matéria estelar escura entre as estrelas, revelando uma estrutura que nunca vimos antes.
Essa nova pesquisa foi realizada por uma equipe internacional liderada por Stefanie Komossa do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre em Garching, Alemanha, usando dados do Sloan Digital Sky Survey. Komossa compara essa observação a iluminar uma cidade escura com uma explosão de fogos de artifício:
“Estudar o núcleo de uma galáxia normal é como olhar o horizonte de Nova York à noite durante uma falta de energia: você não pode aprender muito sobre prédios, estradas e parques. A situação muda, por exemplo, durante uma exibição de fogos de artifício. É exatamente o mesmo quando uma explosão repentina de radiação de alta energia ilumina uma galáxia.”- Stefanie Komossa
Uma forte explosão de raios-X como essa pode ser muito difícil de observar, pois são emissões de curta duração, mas uma enorme quantidade de informação pode ser obtida com a observação desse evento se os astrônomos forem rápidos o suficiente. Ao analisar o grau de ionização e dados de velocidade nas linhas de emissão espectroscópica da luz ecoada, os físicos de Max Planck foram capazes de deduzir a localização do flare. Mantidas dentro das linhas de emissão estão as “impressões digitais” cósmicas dos átomos na fonte da emissão, levando-os ao núcleo galáctico, onde se acredita que um buraco negro supermassivo vive.
O modelo padrão para núcleos galácticos (também conhecido como modelo unificado de galáxias ativas) prever um "toro molecular" ao redor do disco de acúmulo do buraco negro. Essas novas observações da galáxia denominada SDSSJ0952 + 2143 parecem mostrar que o reflexo de raios-X foi refletido pelo toro molecular galáctico (com fortes linhas de emissão de ferro). É a primeira vez que se vê a presença de um possível toro e, se confirmado, os astrofísicos terão suas evidências observacionais dessa possibilidade teórica, fortalecendo o modelo padrão. Além disso, o uso de alargamentos de disco de acréscimo pode ajudar os cientistas a tentar mapear a estrutura de outros toruses moleculares.
Reforçar a observação das emissões de raios-X ecoadas do toro é a possibilidade de observar emissões variáveis de infravermelho. Essa emissão significa um "último pedido de ajuda", pois a nuvem empoeirada é rapidamente aquecida pelos raios X incidentes. O pó terá sido vaporizado logo depois.
Mas como eles sabem que foi uma estrela que caiu no disco de acréscimo? Além das fortes linhas de ferro, existem estranhas linhas de emissão de hidrogênio que nunca foram vistas antes. Essa é uma forte evidência de que os detritos de uma estrela chegaram muito perto do buraco negro, retirando seu combustível de hidrogênio.
Embora o clarão de raios-X tenha diminuído, a galáxia continua sendo observada pelo satélite de raios-X Chandra. Emissões de raios-X fracas mas mensuráveis estão sendo observadas, talvez significando que a estrela ainda está sendo alimentada no disco de acúmulo. Parece possível que a medição dessa emissão fraca também possa ser útil, permitindo que os pesquisadores continuem a mapear o toro molecular muito tempo após o término da emissão inicial forte de raios-X.
Fontes: arXiv, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre
