A beleza dos buracos negros

O universo é extremamente fascinante e cheio de mistérios. Isso nutre  tanto uma curiosidade quanto uma sede por conhecimento. Assim, podemos descrever o universo como um constante enigma que vive desafiando nossos cientistas e despertando interesse em grande parte da população. Dentre as coisas extraordinárias que o compõe, têm-se os buracos negros. Estes sempre são mostrados em filmes, desenhos e séries de ficção científica como algo perigoso e ameaçador. Entretanto, quase nunca é explicado o que eles realmente são. Devido a isso, muitas perguntas ficam em aberto. Neste texto, venha conferir algumas respostas.

Mas, afinal, o que são buracos negros?

Buracos negros são regiões no espaço-tempo em que a massa é muito grande – alguns deles com centenas de vezes a massa do Sol – e que ocupam um espaço muito pequeno. Por conta disso, a gravidade é tão elevada que nem mesmo a luz, ou qualquer outra partícula, pode escapar de sua força gravitacional. Em virtude disso, a luz que entra em um buraco negro não pode mais sair, fazendo com que este não possa ser observado pelas técnicas usuais, que analisam a luz emitida ou refletida pelos objetos celestes.

De acordo com algumas estimativas, considera-se que existam 10 milhões de buracos negros só em nossa galáxia. Ademais, as primeiras pessoas que suspeitaram da existência de um corpo massivo do qual nada pode escapar foi o geólogo John Michel (1783) e o matemático Pierre-Simon Laplace (1796). Eles usavam o termo “estrelas escuras”, porém não era uma ideia muito madura, e assim não era tão visibilizada socialmente.

Mais tarde, o termo “estrela congelada” foi usado para descrever a última fase do colapso gravitacional de uma estrela, quando a luz incapaz de escapar de sua superfície faria a estrela parecer congelada no tempo para um observador. No século 20, John Wheeler cunhou a frase “buraco negro”, pois o objeto absorve toda a luz que o atinge, refletindo nada de volta. Posteriormente, ideia foi bastante amadurecida com a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein. Nela, ficou apresentado que a gravidade  pode influenciar no movimento da luz.

A ideia atual

Após isso, muitas outras teorias e ideias foram criadas para tentar explicar a existência do mesmo. Um nome bastante importante na física quando se trata de buracos negros é o físico Stephen Hawking. Na década de 1974, ele ganhou destaque depois que teorizou que os buracos negros podem não ser tão negros assim. Segundo Hawking, eles produzem partículas e antipartículas, em eventos minúsculos. Nasce assim a teoria de que os buracos negros também eram capazes de gerar radiação, por meio da irradiação de calor e, por isso, poderiam sim diminuir e até desaparecer.  Essa ideia colocou abaixo a crença sobre os buracos negros que até então era totalmente contrária.

Como eles são formados?

Muitos cientistas pensam que os primeiros buracos negros tenham se formado no universo primitivo, logo após o big bang. Sendo resultado da morte de certos tipos de estrela (supermassiva) e ocorre quando ela colapsa devido à sua própria força gravitacional, após todo o combustível para as reações termonucleares se esgotar. Sem essas reações, a estrela perde seu equilíbrio hidrostático, porque ela se torna incapaz de manter sua pressão interna em um nível no qual consiga contrabalancear a elevada pressão de contração gravitacional.

Desta forma, a estrela implode e pode chegar até o tamanho de um átomo. Esse colapso também pode causar uma supernova, ou uma estrela explosiva, que explode parte da estrela no espaço. Tudo vai depender do tamanho e das características estrela, ou seja, nem toda estrela vai se transformar em um buraco negro. Como é o caso do Sol do nosso sistema solar, que é considerada uma estrela anã atualmente, vai se transformar em uma anã branca devido ao seu raio e a sua massa.

Qual o tamanho dos buracos negros?

Segundo, a NASA existem pelo menos três tipos de buracos negros:

Buracos negros primordiais:

São os menores, os cientistas acreditam que esse tipo de buraco negro é tão pequeno quanto um único átomo, mas com a massa de uma grande montanha. 

Buracos negros estellares:

O tipo mais comum, são até 20 vezes mais massivos que o nosso próprio Sol e provavelmente dezenas de buracos negros de massa estelar podem existir dentro da Via Láctea.

Buracos negros supermassivos:

Esses buracos negros têm massas superiores a 1 milhão de sóis combinados e caberiam dentro de uma bola com um diâmetro do tamanho do sistema solar. Evidências científicas sugerem que toda galáxia grande contém um buraco negro supermassivo no centro. O buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea é chamado Sagitário A. Tem uma massa igual a cerca de 4 milhões de sóis e caberia dentro de uma bola com um diâmetro do tamanho do sol.

Se os buracos negros são “negros”, como os cientistas sabem que existem?

Sua existência foi descoberta através da interação com outros materiais ao seu redor. Através dos efeitos que a gravidade produz em estrelas, gases e poeira estelar em torno de um ponto no espaço, é possível deduzir que esse ponto seja a localidade de um buraco negro. Quando um buraco negro e uma estrela estão orbitando próximos, é produzida luz de alta energia que pode ser captada por Instrumentos científicos.

Além disso, a gravidade de um buraco negro às vezes pode ser forte o suficiente para extrair os gases externos da estrela e criar um disco à sua volta chamado disco de acúmulo. À medida que o gás do disco de acréscimo entra em espiral no buraco negro ele aquece a temperaturas muito altas, e libera luz de raios-X em todas as direções.  

Quando e como foi tirado a primeira foto de um buraco negro?

(Foto: Event Horizon)

A primeira imagem de um buraco negro foi revelada no dia 10 de abril de 2019 pela Comissão Europeia. A descoberta foi feita pelo telescópio Event Horizon, um projeto que interligou oito telescópios e teve a colaboração de mais de 200 pesquisadores. Nela, podemos ver que sua forma se assemelha a um “anel de fogo”. Ele foi detectado na galáxia Messier 87 (M87) a cerca de 55 milhões de anos-luz da Terra. Ele é formado a partir da luz que se desdobra na gravidade em torno do buraco negro, chegando a ser 6,5 milhões de vezes mais massivo que o Sol. Seu diâmetro tem cerca a 40 bilhões de quilômetros, isso equivale a 3 milhões de vezes o tamanho da Terra.

Na imagem, a única parte visível do buraco negro é o círculo dourado, chamado pelos astrônomos de “event horizon” (horizonte de evento em português) ou “ponto de não-retorno.” Já no centro do horizonte de eventos, se localiza uma densidade de massa incalculável, chamada singularidade. A gravidade desse ponto é tão forte que nenhum objeto ao redor consegue escapar.

Ainda há muito a ser descoberto

Por fim, mesmo depois de tantas respostas percebemos que muitas ainda não foram respondidas. Essa é a beleza da ciência e dos buracos negros, eles têm essa capacidade de despertar a sede pelo conhecimento. Visto isso, a AEROJR., preocupada em responder essas e muitas outras perguntas sobre o Universo, desenvolveu um curso muito especial que une conhecimento e ciência ao lúdico universo das estrelas e foguetes. Venha conhecer um pouco mais sobre a empresa e nosso portfólio.