Supernova fracassada cria buraco negro em Andrômeda

Astrônomos documentaram recentemente o nascimento silencioso de um buraco negro na galáxia vizinha de Andrômeda, após observarem uma estrela massiva, M31-2014-DS1, desaparecer sem o brilho característico de uma supernova. Este evento astronômico raro, frequentemente chamado de "supernova fracassada", fornece evidências observacionais críticas de uma morte estelar onde o núcleo colapsa diretamente em uma singularidade. Ao analisar quase duas décadas de dados de arquivo, pesquisadores reconstruíram uma linha do tempo que sugere que nem todas as estrelas massivas terminam suas vidas em uma explosão violenta, mas algumas podem simplesmente deixar de existir.

O que é uma supernova fracassada?

Uma supernova fracassada é um evento estelar raro no qual uma estrela massiva sofre um colapso de núcleo, mas não consegue produzir uma explosão brilhante, formando diretamente um buraco negro à medida que as camadas externas da estrela caem para o interior. Diferentemente das supernovas típicas do Tipo II, a onda de choque interna é insuficiente para ejetar o material estelar, fazendo com que a estrela se apague e desapareça silenciosamente na luz visível.

Modelos de evolução estelar há muito preveem que uma porcentagem significativa de estrelas massivas — talvez entre 20% e 30% — possa terminar suas vidas dessa maneira. Em uma supernova padrão, o colapso do núcleo desencadeia uma onda de choque de rebote que lança as camadas externas da estrela no espaço, criando um clarão que pode ofuscar uma galáxia. Em uma supernova fracassada, no entanto, a gravidade do buraco negro em formação é tão imensa que supera a pressão de saída, engolindo a maior parte da massa da estrela e deixando apenas uma fraca assinatura infravermelha para trás.

Como os astrônomos descobriram a formação silenciosa de um buraco negro em Andrômeda?

Os astrônomos descobriram a formação silenciosa do buraco negro em Andrômeda ao monitorar a estrela massiva M31-2014-DS1, que era inicialmente brilhante, mas escureceu drasticamente entre 2016 e 2019, desaparecendo completamente em 2023. Utilizando quase 20 anos de dados de arquivo da missão NEOWISE da NASA e de observatórios terrestres, os pesquisadores rastrearam a transição única da estrela de uma fonte luminosa para um ponto invisível.

A equipe de pesquisa, cujas descobertas foram publicadas na revista Science em 16 de fevereiro de 2026, baseou-se fortemente no Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE). Este arquivo infravermelho permitiu que a equipe visse através da poeira da galáxia de Andrômeda, localizada a 2,5 milhões de anos-luz de distância, e registrasse um evento específico de aumento de brilho em 2014. Esse pico de infravermelho sinalizou que a estrela estava expelindo suas camadas mais externas pouco antes de seu núcleo ficar sem combustível nuclear, um registro crucial de "antes e depois" que raramente é capturado em tempo real.

• 2005–2014: A estrela permaneceu em um estado estável de alta luminosidade como uma estrela variável massiva.
• 2014: Um aumento súbito no brilho infravermelho indicou a expulsão de uma espessa camada de gás.
• 2016–2023: A luz óptica despencou por um fator de 10, tornando a estrela invisível para telescópios tradicionais.
• Final de 2023: Apenas um brilho infravermelho residual e fraco permaneceu da poeira aquecida ao redor do local do colapso.

Que evidências provam que um buraco negro se formou a partir da M31-2014-DS1?

As evidências para a formação do buraco negro a partir da M31-2014-DS1 incluem seu esmaecimento contínuo para uma pequena fração do brilho original sem qualquer explosão luminosa, indicando um colapso do núcleo onde a maior parte da massa implodiu. Um brilho infravermelho fraco e residual proveniente de gás quente obscurecido por poeira orbitando a nova singularidade sustenta a conclusão de que o núcleo da estrela se tornou um objeto compacto.

A ausência de um "eco de luz" de supernova tradicional é o indicador mais forte de uma explosão fracassada. Quando uma estrela como a M31-2014-DS1 colapsa, a energia gravitacional liberada geralmente alimenta uma explosão massiva. No entanto, neste caso, o material caiu de volta para o interior sob a própria gravidade da estrela. De acordo com o estudo apoiado pelo NASA’s Astrophysics Data Analysis Program, estima-se que o objeto resultante seja um buraco negro de aproximadamente 6,5 massas solares. Isso corresponde aos modelos teóricos de mortes "silenciosas", onde o núcleo colapsa diretamente porque o suprimento de energia interna se esgotou e não consegue sustentar o peso da estrela.

A astronomia infravermelha provou ser essencial nesta descoberta porque pôde detectar o "véu" de gás quente e poeira deixado para trás. Enquanto a estrela desaparecia no espectro óptico, os dados do NEOWISE mostraram que a nuvem de detritos ainda estava sendo aquecida por dentro. Esse calor sugere que, embora a superfície da estrela tenha desaparecido, um objeto massivo e denso permanece no centro, continuando a interagir com o material circundante através de uma gravidade intensa.

Implicações para a Evolução Galáctica e Pesquisas Futuras

A descoberta da M31-2014-DS1 sugere que esses finais "silenciosos" para estrelas podem ser mais comuns do que se reconhecia anteriormente em nosso universo local. Se uma porção substancial de estrelas massivas ignora o estágio de supernova, isso explicaria por que os astrônomos encontram menos explosões de supernovas do que as taxas teóricas de nascimento de estrelas massivas sugerem. Essa população "perdida" de supernovas poderia ser explicada por estrelas que simplesmente colapsam em um buraco negro sem os fogos de artifício esperados.

Seguindo em frente, o sucesso deste estudo destaca o imenso valor dos levantamentos do céu de longo prazo e dos arquivos de dados curados. À medida que novas instalações, como o Vera C. Rubin Observatory, entram em operação, os astrônomos esperam identificar mais candidatos a supernovas fracassadas. Ao construir um censo mais completo desses eventos, os cientistas poderão entender melhor a distribuição de massa dos buracos negros e os complexos ciclos de vida dos objetos mais massivos do cosmos. Por enquanto, a estrela que desapareceu em Andrômeda permanece como um dos casos observacionais mais claros de uma estrela que não explodiu, mas que se transformou com sucesso em um buraco negro.