Raios X revelam estrela despedaçada por dois buracos negros a 3 bilhões de anos-luz

Raios X extremamente tênues, vindos de uma região remota do Universo, ainda percorrem o espaço depois de três bilhões de anos para contar a história de uma estrela que foi dilacerada por dois buracos negros supermassivos. O fenômeno, identificado como XID 925, foi observado inicialmente em 1999 pelo Observatório de Raios X Chandra e, desde então, acompanhado por uma equipe internacional que acaba de publicar sua análise detalhada.

Entendendo os raios X do passado cósmico

A radiação detectada pertence ao espectro de raios X, banda energética capaz de atravessar grandes extensões de gás interestelar. Para os astrônomos, esse tipo de sinal funciona como marcador de processos extremamente violentos, como explosões de supernovas ou, como no caso de XID 925, a ruptura de maré provocada pela gravidade de buracos negros supermassivos. O registro nasce, portanto, como eco luminoso de um acontecimento que se desenrolou quando o Universo possuía idade muito menor do que a atual.

Quem participa: estrela vítima e dois buracos negros

O objeto central dessa narrativa é uma estrela de massa não especificada que, há cerca de três bilhões de anos, adentrou o ambiente dominado por dois buracos negros localizados no núcleo de uma galáxia distante. O primeiro e maior desses buracos negros foi o responsável direto por destruir a estrela, processo conhecido como evento de ruptura de maré (Tidal Disruption Event, ou TDE). Já o segundo buraco negro, menor, teria desempenhado papel crucial ao modificar o rumo da emissão observada, interferindo no disco de gás formado depois da destruição estelar.

Dentro de um TDE típico, a estrela que se aproxima demais do horizonte de eventos sofre forças gravitacionais desiguais de tal magnitude que é alongada, fragmentada e, finalmente, convertida em fluxo de gás ionizado. Esse material forma um disco giratório extremamente quente ao redor do buraco negro, gerando raios X intensos e detectáveis a distâncias cosmológicas.

Quando e onde os raios X surgiram

Embora o evento original tenha ocorrido faz três bilhões de anos, a humanidade detectou suas consequências apenas em 1999. Nessa ocasião, o telescópio Chandra realizava o levantamento Deep Field South, uma varredura profunda voltada a catalogar fontes na faixa de raios X. Foi nesse mosaico que o ponto luminoso XID 925 se destacou, inicialmente como um sinal relativamente forte.

As coordenadas obtidas pelo Chandra indicam que XID 925 se situa no núcleo de sua galáxia hospedeira, reforçando a associação com buracos negros supermassivos, já que esses objetos costumam residir exatamente nessa região central. Observações posteriores, combinando dados multiespectrais, confirmaram a posição com precisão arc-segundos, integrando medições em banda óptica do projeto GOODS e no infravermelho do telescópio James Webb.

Como a ruptura de maré gerou o sinal de raios X

Nos anos que se seguiram ao achado, o brilho de XID 925 entrou em queda constante, comportamento clássico para TDEs. A curva de luz registrada pelo Chandra — e complementada por diversos observatórios até o presente — revela declínio suave à medida que o gás espiralava e era consumido pelo buraco negro principal. Esse padrão de esmaecimento serve como prova de que a fonte corresponde a material ejetado de uma estrela e não a variabilidade comum de núcleos ativos de galáxias.

Durante um TDE, a temperatura do disco pode ultrapassar milhões de graus, emitindo predominantemente na faixa de raios X. Com o tempo, a massa disponível diminui, a densidade cai e a emissão radiativa perde força. Modelos teóricos preveem precisamente esse tipo de decaimento, o que tornou XID 925 um candidato perfeito para monitoramento prolongado.

O enigma do surto repentino de 1999

Apesar de exibir a assinatura padrão de um TDE, XID 925 surpreendeu a comunidade científica quando, ainda em 1999, apresentou aumento repentino de intensidade. Entre janeiro e março daquele ano, a fonte ficou 27 vezes mais brilhante do que nas medições anteriores, superando em muito o que se esperaria de um simples processo de esgotamento de gás. Logo depois, a emissão retornou à trajetória descendente.

Para explicar a anomalia, os pesquisadores consideraram a presença de um segundo buraco negro no mesmo sistema. Segundo a hipótese proposta, esse companheiro menor teria cruzado o disco de gás ou passado suficientemente perto para gerar perturbação gravitacional. A passagem reconfigurou o material espiralando, comprimindo parcelas do disco e liberando energia adicional, registrada como surto de raios X. Assim que o segundo buraco negro se afastou, a fonte retomou a evolução típica de TDE.

Essa interpretação, além de compatível com os dados, faz de XID 925 o evento de ruptura de maré mais distante já observado envolvendo dois buracos negros atuando sobre a mesma estrela. A ocorrência torna-se, portanto, laboratório natural para investigar sistemas binários de buracos negros em fases iniciais da evolução galáctica.

Implicações para a astrofísica de buracos negros

O estudo de XID 925 oferece várias implicações diretas. Em primeiro lugar, demonstra que levantamentos profundos de raios X podem revelar fenômenos extraordinariamente pálidos que passariam despercebidos em pesquisas menos sensíveis. A fonte é descrita como a erupção em raios X variável mais fraca já catalogada, definindo novo limite de detecção para TDEs.

Em segundo lugar, o episódio reforça a ideia de que binários de buracos negros supermassivos existem e interagem no coração de galáxias, mesmo em épocas relativamente remotas do Universo. Esses pares são considerados peças-chave em modelos que explicam fusões galácticas e emissões de ondas gravitacionais. Observar seus efeitos indiretos, como a perturbação registrada em XID 925, contribui para refinamentos teóricos.

Finalmente, o sinal persistente ao longo de mais de duas décadas sublinha a importância de monitoramento de longo prazo. Sem acompanhamento contínuo, o surto de 1999 passaria sem explicação, e a contribuição do segundo buraco negro ficaria oculta.

Os resultados completos da investigação estão disponíveis em artigo recém-aceito pela revista especializada The Innovation, após circulação no repositório de pré-impressão arXiv. A publicação formal deve consolidar XID 925 como o TDE mais distante associado a dois buracos negros e ampliar o interesse de observatórios futuros em fenômenos similares.