Os astrónomos observaram, pela primeira vez, uma estrela massiva a colapsar diretamente num buraco negro sem uma explosão de supernova, um resultado teórico anteriormente considerado relativamente comum, mas raramente testemunhado. A descoberta, feita na Galáxia de Andrómeda (M31), desafia a compreensão convencional da morte estelar e sugere que muitos destes eventos podem passar despercebidos.
O desaparecimento inesperado
Em 2014, o Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) da NASA detectou uma estrela supergigante, agora designada M31-2014-DS1, brilhando em luz infravermelha. Anos mais tarde, uma equipe liderada por Kishalay De, da Universidade de Columbia, reexaminou os dados de arquivo do NEOWISE e descobriu que a estrela não apenas havia desaparecido, mas também desaparecido. Ao longo de dois anos, o brilho no infravermelho médio da estrela aumentou 50%, depois diminuiu rapidamente, tornando-se eventualmente indetectável na luz óptica em 2023.
Esta não é apenas uma estrela desbotada; é um desaparecimento confirmado. As observações do Telescópio Espacial Hubble em 2022 também não mostraram nada na luz visível, com apenas uma fraca fonte infravermelha detectada na espectroscopia de acompanhamento do Observatório Keck. O enfraquecimento foi dramático: uma diminuição de 100 vezes no brilho óptico entre 2016 e 2019.
Por que isso é importante: repensando a evolução estelar
O modelo padrão prevê que estrelas deste tamanho (cerca de 13 massas solares no início, reduzidas a 5 pelos ventos estelares) explodiriam como supernovas. O facto de não o fazermos sugere que algumas estrelas colapsam diretamente em buracos negros, e este processo pode ser mais frequente do que se pensava anteriormente. Esta descoberta implica que o inventário de mortes estelares no universo está incompleto e que muitos buracos negros estão se formando silenciosamente, sem serem detectados pelas pesquisas atuais.
O mecanismo por trás desse colapso depende dos neutrinos. Quando uma estrela massiva esgota o seu combustível, o seu núcleo entra em colapso, libertando neutrinos. Estas partículas podem gerar ondas de choque que desencadeiam uma explosão de supernova ou, se forem fracas o suficiente, permitem que as camadas externas da estrela caiam para dentro, formando um buraco negro sem o flash brilhante de uma supernova.
Um segundo candidato: N6946-BH1
Este não é um caso isolado. Um candidato semelhante, N6946-BH1 na galáxia NGC 6946 (a 25 milhões de anos-luz de distância), foi observado em 2010. No entanto, devido à sua maior distância, os dados para N6946-BH1 são menos precisos. A observação de Andrômeda fornece evidências mais fortes e valida a existência dessas “supernovas fracassadas”.
A busca continua: perspectivas futuras
Encontrar esses buracos negros em colapso direto é um desafio. As supernovas são fáceis de detectar; eles ofuscam galáxias inteiras por semanas. Os colapsos diretos, no entanto, são sutis e exigem uma análise cuidadosa dos dados de arquivo. A descoberta de M31-2014-DS1 destaca quanta informação oculta existe nos arquivos astronômicos existentes.
O próximo Observatório Vera Rubin, com o seu Legacy Survey of Space and Time, que dura uma década, tem o potencial de descobrir muitos mais destes eventos. Até lá, os astrónomos continuarão a analisar os dados existentes, na esperança de encontrar outras estrelas que tenham caído silenciosamente no esquecimento.
“É um choque saber que uma estrela massiva basicamente desapareceu (e morreu) sem uma explosão e ninguém notou isso durante mais de cinco anos”, diz o autor principal Kishalay De. “Isso realmente tem um impacto na nossa compreensão do inventário de mortes estelares massivas no universo.”
