Arcminute Microkelvin Imager observations at 15.5 GHz of the tidal disruption event Swift J164449.3+573451 from 2011 Mar to 2014 Mar
Este artigo relata observações do Arcminute Microkelvin Imager a 15,5 GHz do evento de ruptura de maré Swift J164449.3+573451 entre março de 2011 e março de 2014, revelando uma densidade de fluxo que subiu de aproximadamente 3 mJy para um pico de quase 30 mJy por volta de 140 dias após a detecção inicial de raios gama antes de declinar constantemente.
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Nas profundezas do cosmos, onde a gravidade de um buraco negro é forte o suficiente para despedaçar uma estrela que passa, um evento violento e raro pode se desenrolar. Este fenômeno, conhecido como evento de ruptura de maré, ocorre quando uma estrela vaga perto demais de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia. A imensa força gravitacional do buraco negro estica a estrela em um longo fluxo de gás, eventualmente engolindo-a em um clarão espetacular de energia. Embora esses eventos sejam frequentemente detectados por seu súbito surto de luz de alta energia, como raios X ou raios gama, os astrônomos também estão interessados em observar como o desfecho se desenrola ao longo do tempo. Ao rastrear as ondas de rádio emitidas pelos detritos conforme eles espiralam para dentro, os cientistas podem montar a história de como o buraco negro consome sua refeição e como o ambiente circundante reage à violência. Compreender essas mudanças de longo prazo ajuda os pesquisadores a refinar seus modelos de comportamento de buracos negros e a física da gravidade extrema.
Em março de 2011, um evento de ruptura de maré específico chamou a atenção dos astrônomos quando um satélite detectou um súbito flash de raios gama de uma galáxia distante. Este objeto, designado Swift J164449.3+573451, foi inicialmente confundido com um surto de raios gama padrão, um tipo comum de explosão no universo. No entanto, seu comportamento rapidamente revelou ser algo diferente; ele continuou a oscilar e a brilhar de maneiras que sugeriam que uma estrela estava sendo devorada por um buraco negro, em vez de uma explosão única e instantânea. Para entender o ciclo de vida completo deste evento, um pesquisador voltou sua atenção para as ondas de rádio vindas do mesmo ponto no céu. Usando um conjunto de radiotelescópios especializado em Cambridge, Reino Unido, ele monitorou o objeto com observações começando diariamente e, posteriormente, espaçadas de dois ou mais dias, cobrindo o período de março de 2011 a março de 2014. Seu objetivo era capturar um registro detalhado de como o brilho de rádio mudava dia após dia, preenchendo lacunas deixadas por observações anteriores mais curtas.
O pesquisador utilizou um instrumento poderoso chamado Arcminute Microkelvin Imager, que consiste em oito grandes antenas de rádio trabalhando juntas para criar uma imagem nítida do céu. Eles focaram suas observações em uma faixa específica de frequências de rádio, realizando medições do objeto alvo diariamente ou a cada poucos dias. Para garantir que seus dados fossem precisos, eles frequentemente verificavam seus instrumentos contra uma fonte conhecida e constante de ondas de rádio próxima. Ao longo de três anos, eles completaram 308 observações distintas, filtrando cuidadosamente os dados coletados durante mau tempo ou falhas técnicas. Este conjunto massivo de dados permitiu que construíssem uma linha do tempo precisa da emissão de rádio do evento, mostrando exatamente como a luz da estrela moribunda evoluiu ao longo do tempo.
Os resultados deste monitoramento de longo prazo contam uma história clara de ascensão e queda. Pouco depois da detecção inicial do flash de raios gama, o sinal de rádio do objeto era fraco, medindo cerca de 3 unidades de brilho. Nos meses seguintes, este sinal cresceu de forma constante. Ele atingiu sua intensidade máxima aproximadamente 140 dias após a primeira detecção de raios gama, brilhando quase dez vezes mais do que no início. Após esse pico, a luz de rádio começou um declínio lento e constante, desaparecendo gradualmente ao longo dos dois anos restantes do estudo. Esse padrão de uma subida acentuada seguida por um desvanecimento longo e suave confirma que o buraco negro estava consumindo ativamente os detritos estelares, com as ondas de rádio servindo como um farol do material aquecendo e depois esfriando conforme era engolido. O estudo fornece um retrato completo de três anos deste evento cósmico, oferecendo um olhar raro e detalhado sobre o desfecho de longo prazo de uma estrela sendo despedaçada por um buraco negro.
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