O Observatório Neil Gehrels Swift da NASA observou um raro buraco negro supermassivo longe do centro de uma galáxia distante enquanto se despedaçava e consumia uma estrela. Os astrónomos descrevem-no como aparentemente “órfão” porque se situa invulgarmente longe do núcleo galáctico, onde normalmente se encontram buracos negros supermassivos. Nenhum evento anterior deste tipo tinha sido detectado a uma distância tão grande do centro de uma galáxia.
“Estávamos à procura destes eventos de destruição de estrelas como uma forma de encontrar buracos negros supermassivos, de outra forma invisíveis, a afastar-se dos núcleos galácticos onde normalmente residem,” disse Robert Stein, investigador da Universidade de Maryland, College Park e do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “Com esta descoberta, que é uma das poucas que foram confirmadas até agora, validamos uma nova técnica e podemos usá-la para caçar mais.”
Um artigo descrevendo os resultados, liderado por Stein, foi publicado em 27 de julho no As cartas do jornal astrofísico.
Uma estrela destruída por um buraco negro oculto
A descoberta começou com uma explosão excepcionalmente brilhante produzida quando uma estrela se aproximou demasiado de um buraco negro massivo e foi dilacerada pela sua intensa gravidade. Os astrónomos chamam este tipo de evento de evento de perturbação das marés.
O buraco negro responsável tem uma massa cerca de 1 milhão de vezes a do Sol. A sua presença foi suspeitada pela primeira vez em novembro de 2025, quando o ZTF (Zwicky Transient Facility), um estudo do céu operado pelo Observatório Palomar no sul da Califórnia, detectou uma explosão incomum de luz numa galáxia a cerca de 750 milhões de anos-luz da Terra.
“Do meio milhão de flashes que a ZTF detecta todas as noites, nosso novo algoritmo de inteligência artificial reconheceu automaticamente um surto que se parecia muito com um evento de perturbação de maré, apesar de sua localização incomum na periferia de uma galáxia”, disse Stein.
Durante vários meses, a explosão tornou-se mais brilhante na luz ultravioleta do que toda a galáxia que a rodeia. No seu auge, irradiou temporariamente o brilho de cerca de 10 bilhões de sóis.
Swift confirma a explosão cósmica extrema
Observatórios adicionais examinaram a fonte após a detecção inicial do ZTF. O telescópio SOAR (Southern Astrophysical Research), no Chile, estudou o seu espectro e encontrou características consistentes com um evento de perturbação das marés.
Os astrónomos recorreram então ao Observatório Swift da NASA, que pode examinar comprimentos de onda que não podem ser detectados por telescópios no solo. O UVOT (Telescópio Ultravioleta/Óptico) de Swift, por exemplo, mediu a temperatura da erupção em cerca de 30.000 graus Celsius (54.000 graus Fahrenheit).
“A combinação de todos estes dados ajudou-nos a descartar outras explicações e a dizer com confiança que se trata de um evento de perturbação das marés, apesar da sua localização estranha,” disse Jonathan Carney, estudante de doutoramento na Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, que obteve os primeiros espectros que apoiaram a interpretação da erupção como um evento de perturbação das marés.
Pesos Pesados Escondidos nos Centros Galácticos
Quase todas as galáxias do universo parecem conter um buraco negro supermassivo no seu centro. Aproximadamente uma vez a cada 100.000 anos, uma estrela numa determinada galáxia pode aproximar-se o suficiente de um destes buracos negros para ser dilacerada num evento de perturbação das marés.
Embora tais eventos sejam extremamente incomuns numa galáxia individual, os astrónomos monitorizam milhões de galáxias num esforço para as encontrar. As pesquisas atuais normalmente detectam cerca de 30 eventos de perturbação de marés em todo o universo a cada ano.
Antes de 2024, todos os exemplos confirmados foram encontrados num núcleo galáctico. Isso ocorreu em parte porque os astrónomos concentraram as suas pesquisas ali, uma vez que todos os buracos negros supermassivos conhecidos estavam localizados em centros de galáxias. Um evento de perturbação de maré também requer um buraco negro muito massivo porque a atração gravitacional dos buracos negros mais leves não é forte o suficiente.
Essa suposição começou a mudar quando os cientistas detectaram sinais de uma estrela sendo destruída a 2.600 anos-luz do centro da sua galáxia hospedeira. A descoberta encorajou os astrónomos a expandir as suas pesquisas para além dos núcleos galácticos.
O evento recém-identificado é ainda mais extremo. Ocorreu a mais de 30.000 anos-luz do centro de sua galáxia.
Como o buraco negro chegou lá?
A localização incomum do buraco negro levanta uma grande questão sobre o seu passado.
“Deve ter se originado no centro de uma galáxia, mas não naquela que está na periferia agora”, disse Stein. “Pensamos que o buraco negro supermassivo da galáxia hospedeira ainda se encontra no seu núcleo, mas aquele que come a estrela pode ter começado numa pequena galáxia que se fundiu com a grande que vemos hoje.”
Os pesquisadores propuseram duas explicações possíveis.
Num cenário, três ou mais galáxias fundiram-se. Os seus buracos negros supermassivos centrais podem então ter ficado presos numa luta gravitacional que lançou o buraco negro mais leve em direção à borda da galáxia combinada.
Outra possibilidade é que uma galáxia anã ainda esteja em processo de fusão com o sistema maior. À medida que as estrelas da galáxia anã entraram na galáxia maior, uma delas pode ter passado demasiado perto do buraco negro supermassivo da própria galáxia anã.
“Novas descobertas poderão revelar a origem deste aparente buraco negro ‘órfão’,” disse Stein. “A principal questão científica que queremos responder é: Quão comuns são os buracos negros errantes?”
Swift aguarda um impulso orbital
Os astrónomos poderão em breve ser capazes de responder a essa questão encontrando mais buracos negros deslocados.
“Observações científicas pontuais com os instrumentos UVOT e XRT (Telescópio de Raios-X) do Swift estão temporariamente suspensas enquanto a missão aguarda um impulso em órbita, que está planejado para este verão”, disse o co-autor S. Bradley Cenko, principal investigador do Swift na NASA Goddard.
A missão principal do Swift durou de 2004 a 2006, mas a espaçonave continuou observando o universo em mudança por mais de 20 anos. O arrasto atmosférico está agora gradualmente puxando-o para mais perto da Terra. Elevar o Swift para uma órbita mais alta poderia mantê-lo operando por ainda mais tempo.
“Assim que retomar as operações normais, o Swift poderá continuar procurando por mais exemplos de buracos negros fora do lugar.”
Uma nova busca por buracos negros errantes
Nos próximos anos, os astrónomos planeiam aplicar o mesmo método de detecção às observações do recém-operacional Observatório Vera C. Rubin, financiado conjuntamente pelo Departamento de Energia dos EUA e pela Fundação Nacional de Ciência, no Chile, e pelo futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA.
“As pesquisas amplas e profundas de Rubin revelarão uma amostra muito maior de eventos de perturbação de marés do que os observatórios atuais são capazes de coletar, incluindo aqueles que estão fora do centro”, disse Carney. “E as pesquisas espaciais de Roman ampliarão a atual zona de busca, observando aquelas que estão mais distantes, olhando para trás, através de 9 bilhões de anos de história cósmica.”
A combinação de dados dos observatórios Rubin, Roman, Swift e terrestres poderia permitir aos cientistas identificar muito mais buracos negros errantes. Juntas, estas descobertas poderão eventualmente ajudar os astrónomos a construir o censo mais completo até agora dos enormes buracos negros do Universo.
