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Companheiros Cósmicos Perturbam Discos de Acreção de AGN, Explicando Variabilidade Extrema

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Um estudo recente disponível no repositório arXiv propõe um novo modelo para explicar fenômenos de variabilidade extrema observados em núcleos galácticos ativos (AGN). O artigo, intitulado "Perturbing AGN Accretion Disks with Stars and Moderately Massive Black Holes: Implications for Changing-Look AGN and Quasi-Periodic Eruptions", sugere que a interação de um companheiro orbital com o disco de acreção ao redor de um buraco negro supermassivo central (SMBH) é responsável por essas variações.

De acordo com o modelo apresentado, um objeto (que pode ser uma estrela ou um buraco negro de massa moderada) orbitando o SMBH perturba o disco de acreção. Essa perturbação excita ondas de densidade espiral, levando a surtos de influxo de massa que duram algumas poucas escalas de tempo orbitais. O conteúdo de massa desses surtos depende significativamente da esfera de influência do companheiro orbital.

Os pesquisadores aplicaram este modelo para explicar dois tipos específicos de variabilidade de AGN: os AGN "Changing-Look" (CL AGN) e as Erupções Quase-Periódicas (QPEs). Para os CL AGN, o modelo indica que companheiros SMBH mais leves são necessários para explicar o fenômeno, excluindo geralmente a necessidade de companheiros estelares. Além disso, o objeto perturbador, sendo um buraco negro de massa moderada, deve estar em uma órbita altamente excêntrica para justificar a natureza não repetitiva da maioria dos CL AGN.

No caso das QPEs, o estudo sugere que estrelas com órbitas altamente excêntricas e passagens próximas pelo pericentro podem produzir erupções de acreção com características semelhantes às observadas nessas explosões quase-periódicas. Para muitas QPEs, são necessárias estrelas de baixa massa da sequência principal ou estrelas com envelope removido. Embora buracos negros de massa moderada também pudessem corresponder às propriedades observadas das QPEs, os tempos de fusão por ondas gravitacionais de tais sistemas binários seriam proibitivamente curtos.

O artigo, submetido ao Astrophysical Journal (ApJ), detalha a estrutura analítica e os métodos numéricos utilizados para desenvolver e testar o modelo, incluindo comparações com simulações e discussões sobre a natureza dos companheiros em fontes de QPEs e a origem de companheiros de buracos negros de massa moderada. O trabalho busca fornecer uma interpretação física mais profunda das manifestações altamente variáveis da atividade de AGN através do estudo dos efeitos globais que companheiros excêntricos têm nos discos de acreção ao redor de SMBHs ativos.

Fonte: https://arxiv.org/pdf/2506.19900

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