Uma estrela supergigante vermelha se apagou sem explosão, desafiando o que sabíamos e sugerindo que buracos negros estelares podem ser muito mais comuns no Universo.

Na vastidão da galáxia de Andrômeda, nossa vizinha cósmica, um evento astronômico sem precedentes deixou os cientistas perplexos, uma estrela 13 vezes mais massiva que o Sol simplesmente desapareceu sem deixar vestígios de seu brilho característico.

Este fenômeno, envolvendo a estrela M31-2014-DS1, tem reescrito as teorias sobre a origem dos buracos negros, sugerindo um caminho de formação muito menos violento do que se pensava anteriormente.

A revelação, publicada na prestigiada revista científica Science, aponta para uma transformação direta em um buraco negro estelar, sem a esperada explosão de supernova, conforme informação divulgada pelo G1.

O enigma da estrela desaparecida em Andrômeda

Entre 2014 e 2024, a supergigante M31-2014-DS1, uma estrela 13 vezes mais massiva que o Sol, teve seu brilho reduzido drasticamente, tornando-se praticamente indetectável pelos instrumentos óticos atuais. Seu brilho caiu para apenas um décimo de milésimo do original no espectro visível e infravermelho próximo.

A estrela M31-2014-DS1 começou a emitir luz infravermelha em 2014, atingindo seu pico de brilho em 2016. Após esse período, sua intensidade diminuiu drasticamente em menos de um ano.

Em 2022 e 2023, a estrela havia praticamente se extinguido nos comprimentos de onda do visível e do infravermelho próximo. Atualmente, o que resta dela só pode ser detectado na luz infravermelha média, brilhando com aproximadamente um décimo de sua intensidade original, um verdadeiro mistério cósmico.

A teoria tradicional: supernovas violentas

Tradicionalmente, a formação de buracos negros estelares é associada a eventos cataclísmicos, como as supernovas. Quando estrelas com massa entre 15 e 20 vezes a do Sol esgotam seu combustível nuclear, a gravidade supera a pressão interna, levando ao colapso.

Durante esse colapso, uma enorme quantidade de neutrinos é gerada, provocando uma onda de choque que rasga a estrela em uma supernova, ejetando seu material estelar para o espaço. Essas explosões liberam quantidades colossais de energia, superando o brilho de galáxias inteiras por um breve instante.

Este cenário de uma violenta explosão estelar tem sido a base para a busca por buracos negros, concentrando-se nos remanescentes brilhantes e energéticos das supernovas. Contudo, o caso de M31-2014-DS1 desafia essa compreensão.

O nascimento tranquilo: supernovas fracassadas

A nova hipótese, impulsionada pelo desaparecimento da M31-2014-DS1, sugere um caminho distinto e menos violento para a origem dos buracos negros: as chamadas “supernovas fracassadas”.

Nesse cenário, durante a fase de colapso estelar, a onda de choque gerada é muito fraca para ejetar violentamente o material estelar. Em vez disso, a estrela implode de forma serena, transformando-se em um buraco negro sem uma explosão aparente.

As correntes de convecção no interior da estrela desempenham um papel crucial. O gás externo em movimento, impulsionado pelo contraste de temperatura entre o núcleo quente e as camadas frias, impede que a maior parte do material caia diretamente no recém-formado buraco negro.

À medida que esse material ejetado se afasta, sua temperatura diminui, formando poeira estelar que absorve a energia do gás quente próximo ao buraco negro e a reemite como radiação infravermelha. Isso faz com que o novo objeto astrofísico brilhe com um tom avermelhado característico, mesmo décadas após o desaparecimento da estrela original.

Avanços na busca por buracos negros

A descoberta do destino da M31-2014-DS1, que se transformou em um buraco negro estelar com cerca de 5 massas solares, representa um avanço significativo na astrofísica.

Se as supernovas fracassadas forem, de fato, comuns no Universo, o número de buracos negros estelares pode ser muito maior do que se estimava. Isso também nos força a reconsiderar a origem da abundância de elementos pesados no Universo, que poderiam não vir exclusivamente de explosões de supernovas.

Essa descoberta desafia as teorias tradicionais e estabelece as bases para uma melhor compreensão da origem não violenta dos buracos negros estelares, abrindo novas fronteiras na busca e identificação desses fascinantes objetos cósmicos.