Caos Tidal em Binárias Anã Branca-Buraco Negro Impulsionado por Radiação Gravitacional
Um estudo recente disponível no arXiv explora a dinâmica orbital e a evolução tidal em sistemas binários excêntricos compostos por uma anã branca e um buraco negro massivo. Tais binárias são consideradas potenciais fontes tanto de transientes extremos de raios-X, como erupções quase-periódicas e eventos de ruptura tidal observados em núcleos galácticos, quanto de ondas gravitacionais de razão de massa extrema para futuras missões no milimertz.
A pesquisa focou na influência da reação tidal e do efeito dissipativo da emissão de radiação gravitacional sobre a evolução tidal e a dinâmica orbital desses sistemas. Os autores descobriram que a radiação gravitacional pode induzir a maré dinâmica a evoluir chaoticamente após a ressonância entre múltiplos harmônicos orbitais ser encontrada através do decaimento orbital.
Um achado notável é que esse caos impulsionado pela radiação gravitacional pode ocorrer em distâncias de pericentro significativamente maiores do que o caos impulsionado pela maré, que geralmente acontece dentro de cerca de duas vezes o raio tidal (R_t). O crescimento da energia tidal se assemelha a um processo difusivo, com a energia aumentando linearmente com o tempo em média ao longo de um período prolongado.
Se a energia tidal acumulada se aproximar eventualmente da energia de ligação estelar, o que pode ser alcançado quando a distância do pericentro é inferior a 4R_t, isso pode resultar em ejeção de massa devido à quebra da onda por efeitos não lineares. Os autores sugerem que este mecanismo pode potencialmente explicar as rupturas tidais parciais repetitivas observadas em centros galácticos, indicando que essas rupturas podem ocorrer em distâncias de pericentro maiores do que as estimativas analíticas anteriores.
Além disso, se o sistema evoluir para uma distância de pericentro próxima de aproximadamente 2.7R_t, a anã branca pode perder massa adicional através de stripping tidal a cada passagem pelo pericentro. Este processo oferece um mecanismo plausível para a produção das erupções quase-periódicas. O estudo aponta, assim, para a importância da radiação gravitacional na formação de fenômenos astrofísicos transientes extremos em sistemas binários compactos.