Poucos ambientes do Universo parecem tão hostis quanto a vizinhança de um buraco negro supermassivo. A gravidade é tão intensa que uma estrela pode ser deformada e perder parte de seu material durante uma aproximação. Ainda assim, algumas conseguem escapar e voltar para perto do mesmo objeto várias vezes. O mais curioso é que, em certos casos, os clarões produzidos por esses encontros ficam cada vez mais fracos. Agora, simulações apontam para uma característica da própria estrela que pode estar por trás do fenômeno.
O comportamento que deixou os astrônomos intrigados
Quando uma estrela passa perto demais de um buraco negro supermassivo, ela sofre enormes diferenças de força gravitacional entre seus lados. Esse efeito pode esticá-la e arrancar parte de sua matéria, em um fenômeno conhecido como evento de disrupção de maré.
Mas nem sempre a estrela é destruída de uma só vez.
Em determinadas trajetórias, ela consegue sobreviver ao primeiro encontro e permanecer presa à influência gravitacional do buraco negro. Depois de completar sua órbita, retorna para uma nova aproximação e perde novamente uma pequena quantidade de material.
Cada passagem pode produzir um novo clarão. Os astrônomos chamam esses fenômenos de eventos repetitivos de disrupção parcial de maré, ou rpTDEs.
Existe, porém, um detalhe difícil de explicar. Entre os cerca de dez sistemas repetitivos conhecidos, aproximadamente quatro apresentam uma sequência de clarões que perde intensidade progressivamente.
A explicação mais simples seria imaginar que a estrela está fornecendo cada vez menos material. Só que as simulações anteriores apresentavam um problema: as forças de maré também podem fazer a estrela girar mais rapidamente a cada encontro.
Esse aumento de rotação altera a dinâmica do material arrancado e poderia compensar a redução da massa perdida. Assim, os clarões não deveriam necessariamente ficar mais fracos.
Foi nesse ponto que surgiu uma nova hipótese.
A pista pode estar no que a estrela fazia antes do primeiro encontro
Um estudo liderado por Ananya Bandopadhyay, da Universidade de Syracuse, investigou o que aconteceria se a estrela já estivesse girando rapidamente antes de chegar perto do buraco negro.
As simulações hidrodinâmicas indicaram um cenário diferente. Quando a rotação inicial da estrela é suficientemente elevada e ocorre na mesma direção de sua órbita, os encontros seguintes não conseguem aumentar sua velocidade de rotação da mesma maneira.
Com o passar do tempo, a estrela também perde menos material. Como consequência, diminui a quantidade máxima de matéria que retorna em direção ao buraco negro. O resultado é justamente o comportamento observado em alguns sistemas: clarões progressivamente mais fracos.
Isso também levanta uma questão fascinante. Como uma estrela poderia chegar à vizinhança de um buraco negro já girando tão depressa?
Uma possibilidade envolve o chamado mecanismo de Hills.
Nesse cenário, duas estrelas que formam um sistema binário passam perto demais de um buraco negro supermassivo. A gravidade extrema separa as duas: uma pode ser arremessada para longe em altíssima velocidade, enquanto a outra permanece capturada em uma órbita extremamente próxima.
Se o sistema original fosse compacto o suficiente, as estrelas poderiam estar sincronizadas por forças de maré. Dessa forma, a estrela capturada chegaria ao buraco negro já com uma rotação elevada, acompanhando o movimento orbital que tinha no sistema binário.
O mesmo mecanismo também pode ajudar a explicar algumas estrelas que orbitam Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea.
Os pesquisadores ainda não demonstraram que todos os eventos repetitivos tenham essa origem. Mesmo assim, os resultados oferecem uma explicação para um comportamento que os modelos anteriores tinham dificuldade para reproduzir.
E isso torna os clarões muito mais interessantes do que simples sinais de uma estrela sendo lentamente despedaçada.
Eles podem funcionar como uma espécie de registro cósmico, revelando não apenas o que acontece com uma estrela depois que ela se aproxima de um buraco negro, mas também como ela estava girando antes de ser capturada por sua gravidade.
