Astrônomos identificaram a origem de explosões cósmicas azuis intensas e breves, conhecidas como transientes ópticos azuis luminosos rápidos (LFBOTs). O evento AT 2024wpp, detectado em 2024 e considerado o mais luminoso já registrado, ocorreu em uma galáxia a 1,1 bilhão de anos-luz da Terra. Observações indicam que esses fenômenos resultam de eventos extremos de disrupção tidal, nos quais um buraco negro de massa intermediária destrói completamente uma estrela companheira.
Esses transientes emitem energia equivalente a centenas de vezes a de uma supernova típica em poucos dias. A análise de dados multicomprimento de onda descartou explosões estelares comuns como causa. Em vez disso, o mecanismo envolve a interação violenta entre o buraco negro e a matéria estelar.
- Os LFBOTs duram apenas dias, emitindo luz azul, ultravioleta e raios X.
- Mais de uma dúzia foram detectados desde 2014, com apelidos como “The Cow” e “The Koala”.
- AT 2024wpp superou em luminosidade todos os anteriores, facilitando estudos detalhados.
Descoberta do evento recorde
O transient AT 2024wpp destacou-se pela luminosidade extrema, alcançando picos de energia que desafiam modelos tradicionais de explosões cósmicas. Telescópios como o Gemini South capturaram excesso de luz no infravermelho próximo, característica rara observada apenas em casos anteriores específicos. Essa assinatura ajudou a refinar a compreensão do processo envolvido.
Dados de raios X e rádio revelaram variações que apontam para aceleração de material em jatos relativísticos. A energia radiada total excedeu em ordens de grandeza o esperado para colapsos estelares normais. Pesquisadores estimam que o evento converteu fração significativa da massa da estrela em radiação.
Mecanismo de disrupção tidal extrema
Buracos negros em sistemas binários podem alimentar-se gradualmente de estrelas companheiras ao longo de anos. Nesse processo, material estelar forma uma casca esférica ao redor do buraco negro, sem ser imediatamente consumido. Quando a estrela se aproxima o suficiente, forças tidais a despedaçam rapidamente.
O material recém-liberado colide com a casca pré-existente, gerando intensa emissão em múltiplas faixas do espectro. Jatos polares aceleram partículas a frações significativas da velocidade da luz, produzindo ondas de rádio detectáveis. Esse modelo explica a rapidez e a potência observadas em LFBOTs.
A estrela envolvida em AT 2024wpp possuía massa estimada em cerca de 10 vezes a do Sol. Características espectrais sugerem que se tratava de uma estrela Wolf-Rayet, evoluída e com baixo teor de hidrogênio. Essas estrelas são comuns em galáxias com formação estelar ativa, como a hospedeira do evento.
Observações multi telescópios
Campanhas coordenadas utilizaram instrumentos terrestres e espaciais para monitorar AT 2024wpp desde os primeiros dias. Dados ultravioleta e óptica mostraram temperatura persistente acima de 20 mil Kelvin por semanas. Espectroscopia revelou linhas fracas de hidrogênio e hélio, consistentes com material de estrelas evoluídas.
Observações em raios X detectaram hump de Compton, indicativo de processos de acreção quente. Em rádio, emissões variaram ao longo de meses, traçando a evolução dos jatos. A combinação de dados permitiu descartar supernovas e confirmar o cenário de disrupção tidal.
Características dos LFBOTs conhecidos
LFBOTs distinguem-se por brilho visível a bilhões de anos-luz e evolução rápida.
- Pico em luz azul e ultravioleta, seguido de declínio abrupto.
- Emissão persistente em raios X e rádio após o fade óptico.
- Localização preferencial em galáxias com alta taxa de formação estelar.
- Energia total radiada incompatível com decadência radioativa comum.
Casos anteriores, como AT 2018cow, apresentaram padrões similares, mas com menor intensidade. A luminosidade de AT 2024wpp, cinco a dez vezes superior, forneceu dataset mais robusto. Apelidos zoológicos facilitam referência informal entre astrônomos.
Implicações para buracos negros intermediários
Esses eventos preenchem lacuna entre buracos negros estelares e supermassivos. Massas estimadas em até 100 massas solares sugerem população de objetos intermediários. A disrupção rápida permite sondar dinâmica de sistemas binários extremos.
Futuras detecções podem rotineirizar com telescópios ultravioleta espaciais avançados. Galáxias star-forming permanecem alvos prioritários para buscas. O modelo proposto unifica observações de múltiplos LFBOTs.
Evolução espectral e energética
Espectros de AT 2024wpp mantiveram continuum térmico azul por semanas. Ausência de resfriamento rápido diferencia de supernovas padrão. Excesso infravermelho aponta para reprocessamento ou poeira pré-existente.
Curvas de luz indicam ascensão rápida seguida de platô energético. Bolométrica total superou 10^51 erg em 45 dias. Esses parâmetros reforçam necessidade de motor central contínuo, como acreção em buraco negro.