Os buracos negros supermassivos nascem das fusões sucessivas de buracos negros menores, cada um trazendo seu momento angular que acelera a rotação do buraco negro resultante. Medir a rotação dos buracos negros supermassivos oferece pistas sobre sua história. Pesquisas recentes propõem um novo método para deduzir essa rotação com base no efeito dos buracos negros no espaço-tempo.
A estrela em questão foi dilacerada por um buraco negro supermassivo durante um evento de ruptura por efeito de maré (TDE, em inglês Tidal Disruption Event). Esses eventos ocorrem quando uma estrela se aproxima muito da influência gravitacional de um buraco negro. As forças de maré geradas comprimem a estrela horizontalmente e a esticam verticalmente, um processo chamado "espaguetificação" que transforma a estrela em uma faixa de matéria estelar.
Parte dessa matéria é ejetada enquanto outra parte forma um disco de acresção ao redor do buraco negro. Esse disco aquece devido às forças de fricção, emitindo uma luz intensa, e gradualmente alimenta o buraco negro.
Quando os buracos negros supermassivos giram, eles arrastam consigo o espaço-tempo circundante. Esse efeito, chamado de "arrasto de referenciais" ou efeito Lense-Thirring, provoca uma "oscilação" temporária no disco de acresção recém-formado ao redor do buraco negro. Uma equipe de pesquisadores descobriu que essa oscilação pode ser usada para medir a velocidade de rotação do buraco negro central.
Para estudar os TDEs e o efeito de arrasto de referenciais, a equipe procurou durante cinco anos exemplos brilhantes e próximos de estrelas dilaceradas por buracos negros. Em fevereiro de 2020, eles detectaram AT2020ocn, um clarão luminoso proveniente de uma galáxia localizada a cerca de um bilhão de anos-luz. AT2020ocn foi identificado pelo Zwicky Transient Facility em luz óptica, revelando um TDE envolvendo um buraco negro supermassivo com uma massa entre 1 e 10 milhões de vezes a do Sol.
A emissão de raios X proveniente do disco de acresção precessando, ou "oscilando", foi detectada graças ao telescópio NICER da NASA, localizado na Estação Espacial Internacional (ISS). NICER permitiu monitorar o evento por vários meses, revelando que a luminosidade e a temperatura dos raios X oscilavam com um período de 15 dias. Após três meses, essas oscilações cessaram, alinhando o disco com o buraco negro sob a influência da gravidade.
A pesquisa também revelou uma surpresa: o buraco negro não girava tão rápido quanto esperado, menos de 25% da velocidade da luz. Segundo Pasham, o Vera C. Rubin Observatory, em construção no Chile, poderia detectar milhares de TDEs na próxima década, oferecendo oportunidades para medir a precessão Lense-Thirring e compreender a evolução dos buracos negros supermassivos.
O estudo da equipe foi publicado na revista Nature em 22 de maio.