Os astrónomos observaram, pela primeira vez, diretamente uma estrela massiva a colapsar num buraco negro sem uma explosão de supernova – um fenómeno há muito hipotetizado e agora confirmado através de dados de arquivo da missão NEOWISE da NASA e observações de acompanhamento. Esta descoberta desafia suposições anteriores sobre a inevitável morte explosiva de estrelas supergigantes e fornece informações cruciais sobre a formação de buracos negros.
A Estrela Desaparecida: M31-2014-DS1
A estrela, designada M31-2014-DS1, estava localizada na vizinha galáxia de Andrômeda. Entre 2017 e 2022, sofreu um escurecimento dramático e sustentado, diminuindo por um fator de 10.000 na luz visível e 10 vezes nas emissões totais. Ao contrário das supernovas típicas, que brilham intensamente antes de desaparecerem, esta estrela simplesmente desapareceu de vista. Observações subsequentes com o Telescópio Espacial Hubble e observatórios terrestres revelaram apenas um tênue remanescente vermelho, fortemente envolto em poeira – um eco fantasmagórico do seu antigo brilho.
Isto é significativo porque sugere que nem todas as estrelas massivas terminam as suas vidas em explosões espetaculares. Em vez disso, algumas colapsam diretamente em buracos negros, um processo previamente teorizado, mas raramente observado.
Supernovas falhadas e o papel da convecção
A equipa de investigação, liderada por Kishalay De da Universidade de Columbia, identificou outra estrela, NGC 6946-BH1, exibindo um padrão semelhante. Isto levou a um entendimento fundamental: as camadas externas da estrela não caíram para dentro imediatamente. Em vez disso, a convecção – o movimento de gases quentes e frios dentro da estrela – desempenhou um papel crítico.
O colapso do núcleo não desencadeou uma supernova porque a convecção interna da estrela impediu que as camadas exteriores implodissem imediatamente. Os gases que se moviam rapidamente formaram um disco rotativo em torno do buraco negro nascente, acumulando lentamente material ao longo de décadas, em vez de meses. Este processo cria um brilho infravermelho observável devido à formação de poeira, que perdura muito depois do desaparecimento da estrela.
Implicações para a formação de buracos negros
Esta descoberta tem implicações mais amplas para a compreensão da evolução estelar e da demografia dos buracos negros. A descoberta sugere que o destino das estrelas massivas não está predeterminado. Estrelas com massas semelhantes podem explodir como supernovas ou colapsar diretamente em buracos negros, dependendo da complexa dinâmica interna que envolve gravidade, pressão do gás e ondas de choque.
“O desvanecimento dramático e sustentado desta estrela é muito incomum e sugere que uma supernova não ocorreu, levando ao colapso do núcleo da estrela diretamente num buraco negro,” afirmou o Dr. A taxa de acreção mais lenta causada pelo material convectivo também significa que os buracos negros resultantes podem ser detectáveis por períodos mais longos do que se pensava anteriormente.
As descobertas, publicadas na revista Science, representam um passo fundamental na nossa compreensão de como os buracos negros se formam. Ao observar diretamente este processo, os astrónomos podem refinar os seus modelos e prever melhor a população de buracos negros de massa estelar em galáxias além da nossa.
O estudo destaca que o universo tem muito mais nuances do que se acreditava – até mesmo a morte das estrelas pode desafiar as expectativas.
