Explosões azuis raras podem surgir da colisão entre estrelas e buracos negros, diz estudo
Novo modelo sugere que LFBOTs, eventos luminosos e rápidos, resultam do choque entre objetos compactos e estrelas Wolf-Rayet.
Uma nova pesquisa sobre os Transientes Ópticos Azuis Rápidos e Luminosos (LFBOTs, na sigla em inglês) sugere que esses fenômenos raríssimos podem ser resultado da colisão entre um remanescente estelar compacto, como um buraco negro ou uma estrela de nêutrons, e uma estrela Wolf-Rayet.
Desde 2018, apenas 14 LFBOTs foram identificados, tornando sua origem um dos maiores enigmas da astrofísica contemporânea. A equipe liderada por Anya Nugent defende que esse cenário de fusão explica de forma mais abrangente tanto as propriedades observadas quanto os ambientes em que esses eventos ocorrem.
Os LFBOTs se destacam por evoluírem muito mais rapidamente do que outros transientes cósmicos, atingindo o brilho máximo e desaparecendo em poucos dias, além de permanecerem azuis durante quase toda sua evolução, indicativo de temperaturas extremamente elevadas. Modelos anteriores tentaram associá-los a supernovas de colapso de núcleo ou a eventos de ruptura de maré (TDEs), mas a análise das galáxias hospedeiras e dos ambientes desses transientes mostrou que eles não se encaixam perfeitamente nesses cenários.
Segundo Nugent, os LFBOTs surgem em regiões que não correspondem aos ambientes típicos de supernovas ou TDEs, o que indica que devem ter progenitores distintos.
A equipe propõe que o evento ocorre quando um objeto compacto colide com o núcleo de hélio de uma estrela massiva que perdeu seu envelope de hidrogênio, exatamente o caso das estrelas Wolf-Rayet. Esse modelo, afirma a pesquisadora, descreve de forma coerente tanto o comportamento luminoso quanto as características das galáxias hospedeiras.
A formação desse sistema binário exige condições muito específicas: duas estrelas massivas nascem juntas; uma delas retira matéria da companheira e a transforma em uma estrela Wolf-Rayet, enquanto a "canibal" evolui para supernova e se torna um buraco negro ou estrela de nêutrons. Com o tempo, o objeto compacto espirala para dentro da Wolf-Rayet, removendo seu hidrogênio externo e, séculos depois, destruindo seu núcleo, processo que gera o LFBOT. Essa cadeia evolutiva explica por que apenas uma fração mínima dos sistemas binários pode produzir tais explosões.
Outro ponto relevante é que os LFBOTs costumam ocorrer longe das regiões densas onde nasceram. A equipe sugere que o colapso da primeira estrela do sistema binário pode dar um "chute" gravitacional ao par, deslocando-o para áreas menos povoadas da galáxia. Isso justificaria por que os LFBOTs aparecem afastados de seus locais de origem, diferentemente das supernovas de colapso de núcleo.
Além disso, os LFBOTs surgem em ambientes circunstelares muito densos, ricos em material previamente ejetado pela estrela progenitora, algo difícil de explicar com modelos de TDE ou supernova tradicional.
Para Nugent, essa diferença reforça que os LFBOTs devem surgir de um canal evolutivo completamente distinto, sendo a fusão entre um objeto compacto e uma estrela Wolf-Rayet o único modelo capaz de explicar todas as propriedades observadas.
A equipe reconhece, porém, que o modelo só poderá ser testado de forma robusta quando houver uma população maior de LFBOTs detectados. O Observatório Vera Rubin e o Levantamento de Legado do Espaço e do Tempo (LSST, na sigla em inglês), que mapearão o céu por dez anos, devem desempenhar papel decisivo ao revelar explosões ainda mais tênues e distantes, permitindo rastrear como esses eventos e seus progenitores evoluíram ao longo do tempo cósmico.
Por Sputnik Brasil