Buracos negros não apenas engolem estrelas - veja o que realmente acontece.

Nossa galáxia abriga um buraco negro. O Sagittarius A* permanece discreto no centro da Via Láctea e tem massa equivalente a cerca de quatro milhões de Sóis. Ele não brilha por conta própria, mas deixa rastros.

Astrónomos sabem que ele está lá porque as estrelas orbitam o Sagittarius A* a velocidades enormes. O gás ao redor aquece e se desloca de forma incomum. Esses sinais denunciam a presença de algo invisível.

De vez em quando, porém, uma estrela chega perto demais. E aí a tranquilidade é interrompida de forma abrupta.

Um fim violento que ilumina uma galáxia

Quando uma estrela é capturada por um buraco negro, ela não “some” instantaneamente. Primeiro, é esticada; depois, é rasgada e transformada num longo filamento de gás. Esse filamento passa a contornar o buraco negro como uma fita apanhada por uma tempestade.

Com o tempo, partes desse filamento acabam chocando entre si. A colisão liberta uma explosão colossal de energia. Em seguida, o material remanescente vai espiralando para dentro aos poucos, alimentando o buraco negro gradualmente.

As duas etapas emitem radiação intensa - suficiente para, por um breve período, superar o brilho de uma galáxia inteira, alcançando algo como um trilião de Sóis.

Os cientistas chamam esses episódios de eventos de destruição por maré, ou TDEs. Eles são pouco frequentes, mas, quando acontecem, tornam mensurável algo que normalmente não se vê.

“Podemos estudar eventos de destruição por maré para aprender mais sobre buracos negros escondidos da nossa vista”, disse Eric Coughlin, professor assistente de física na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Syracuse, que integra uma equipa internacional dedicada a entender como esses eventos se desenrolam.

Seguindo o rasto dos detritos estelares nos TDEs

Durante anos, investigadores tiveram dificuldade em descrever com precisão como o material dilacerado se comporta depois que a estrela se parte. A matemática é complicada, o movimento é intricado e pormenores aparentemente pequenos fazem diferença.

Novas simulações estão a começar a organizar esse quadro. Ao usar um método que divide uma estrela em milhares de milhões de partículas minúsculas, os cientistas conseguem acompanhar como o gás se move e interage sob uma gravidade extrema.

Esses modelos usam a mesma base física empregada para descrever o escoamento de água dentro de um cano - só que ampliada para uma escala cósmica.

Em vez de se espalhar ao acaso, o material forma um fluxo estreito. Ele mantém a organização enquanto dá a volta ao buraco negro. Esse formato já tinha sido previsto, mas os modelos anteriores não conseguiam mostrá-lo com nitidez.

Com mais poder computacional e uma modelação mais detalhada, a imagem fica mais clara. O fluxo não se abre para fora como se chegou a imaginar. Ele segue um trajecto mais limpo, o que torna mais previsível o choque que acaba por acontecer.

Por que nenhum evento é igual ao outro

Mesmo com essa visão mais nítida, uma questão persistiu: não existem dois eventos de destruição por maré que se comportem de maneira exactamente igual.

Alguns têm um pico rápido e depois enfraquecem. Outros evoluem devagar. Alguns ficam muito brilhantes; outros permanecem discretos. Essas diferenças não se explicam apenas pela massa. A pesquisa mais recente aponta um outro elemento: a rotação.

Um buraco negro não precisa ficar “parado”. Ele pode girar, arrastando o próprio espaço-tempo ao seu redor. Essa torção altera o caminho dos detritos. Ela pode desviar ligeiramente o fluxo, fazendo com que ele não se encontre consigo mesmo na primeira volta.

Em certos casos, são necessárias várias órbitas até que o material finalmente colida. Essa demora influencia tudo: quando o clarão começa, quão intenso ele fica e por quanto tempo dura.

Três factores moldam o resultado: a massa do buraco negro, a velocidade da sua rotação e como a trajectória da estrela que chega se alinha com essa rotação. Em conjunto, eles produzem uma grande variedade de sinais possíveis.

Sinais ocultos vêm à tona

Os eventos de destruição por maré funcionam como recados vindos de algo que, de outra forma, permaneceria escondido. Uma estrela cai, a luz transborda. E, por um curto intervalo, os astrónomos conseguem “ler” o que se passa perto de um buraco negro.

Cada ocorrência carrega pistas. A subida e a descida do brilho contam uma história sobre gravidade, movimento e energia em condições extremas. Com simulações mais avançadas e telescópios mais potentes, essas histórias estão a ficar mais fáceis de interpretar.

Buracos negros podem não emitir luz, mas não ficam em silêncio. Quando uma estrela cruza a fronteira, o Universo trata de chamar a atenção.

Mesmo assim, ainda há muito que os cientistas não compreendem por completo sobre esses episódios. Cada nova observação encaixa mais uma peça, mas também traz perguntas novas.

Por que alguns clarões se comportam de formas que não se ajustam totalmente aos modelos? Existem outros factores ocultos a influenciar o fenómeno?

À medida que mais desses eventos forem identificados, as respostas devem surgir devagar - um sinal estranho de cada vez.

O estudo completo foi publicado em Cartas do Jornal Astrofísico.

Crédito da imagem: Jean Favre, CSCS; Lucio Mayer e Noah Kubli, Universidade de Zurique