Entenda o que são buracos negros e como ele se forma
Entenda o que é e como um buraco negro se forma no universo, quais são seus tipos e o porquê de ser possível vê-lo
O prêmio Nobel da Física 2020 foi concedido a um trio de cientistas por descobertas sobre buracos negros.
Roger Penrose, Reihard Genzel e Andrea Ghez foram premiados “pela descoberta de um objeto compacto supermassivo no centro de nossa galáxia” e “pelas descobertas sobre um dos fenômenos mais exóticos do universo, o buraco negro”.
Mas você sabe o que buraco negro significa? Como é possível ver um? Eles são uma ameaça ao planeta Terra?
Entenda melhor sobre o tema a seguir.
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O que são os buracos negros?
De acordo com a Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos (Nasa), um buraco negro é um lugar no espaço onde a gravidade puxa com tanta força que nem mesmo a luz consegue escapar.
A teoria geral da relatividade de Einstein descreve a gravidade como a curvatura do espaço-tempo causada pela presença de massa e energia.
Em torno de um buraco negro, essa curvatura é tão intensa que forma uma “singularidade”, um ponto de densidade infinita onde as leis normais da física que conhecemos podem não se aplicar.
A região em torno dessa singularidade é chamada de “horizonte de eventos”, que é o limite além do qual nada pode escapar da gravidade do buraco negro.
O nome “negro” vem pelo fato de que ele não emite radiação eletromagnética visível ou qualquer outra forma de radiação que possamos detectar diretamente. Em função disso, acaba sendo invisível.
Eles são encontrados com a ajuda de telescópios espaciais e ferramentas especiais, com os quais os cientistas podem observar o comportamento de materiais e estrelas localizados próximos aos fenômenos.
Qualquer elemento que chegue muito perto de um buraco negro, como uma estrela, uma espaçonave ou até mesmo um planeta, é esticado e comprimido em um processo conhecido como “espaguetização”.
A gravidade nesse local é muito forte porque a matéria foi comprimida em um espaço minúsculo.
Tipos de buracos negros
Existem três tipos de buracos negros, classificados principalmente com base em sua massa: buracos negros estelares, buracos negros intermediários e buracos negros supermassivos.
Entenda cada um:
- Buracos negros estelares: esses são formados quando uma estrela massiva, com uma massa de várias vezes a massa do nosso Sol, esgota seu combustível nuclear e entra em colapso gravitacional. A matéria da estrela é comprimida para um ponto extremamente denso, criando um buraco negro. Eles têm uma massa de algumas azenas de vezes a massa do Sol;
- Buracos negros de massa intermediária: eles têm massas maiores do que as estrelas individuais, mas menores do que os buracos negros supermassivos. Suas origens não são completamente compreendidas e são alvo de estudos em andamento;
- Buracos negros supermassivos: são encontrados no centro da maioria das galáxias, incluindo a nossa Via Láctea. Acredita-se que eles se formam através da acumulação de matéria ao longo de bilhões de anos. Sua massa pode variar de milhões a bilhões de vezes a massa do Sol.
Como se formam os buracos negros?
O surgimento do buraco negrodepende do tipo que ele é. Os estelares, por exemplo, se formam basicamente quando uma estrela morre.
A massa (quantidade de matéria ou “coisas” em um objeto) pode ser 20 vezes maior do que a do sol.
Conforme uma estrela chega ao fim da vida, algumas vezes ela infla, perde massa, esfria e o núcleo se reduz de tamanho.
Na maioria dos casos, no entanto, ela sofre uma supernova — quando uma estrela explode e lança parte de si no espaço, deixando o núcleo para trás, que vai diminuindo.
Segundo a National Geographic, enquanto a estrela está viva, uma fusão nuclear nela cria um impulso constante para fora, responsável por equilibrar a atração da gravidade para dentro da própria massa da estrela.
Ou seja, esse impulso é uma espécie de ferramenta que resiste à gravidade. Com os “pedaços” que sobram dela depois de uma supernova, não há forças em oposição, então o núcleo da estrela começa a colapsar.
Quando a massa colapsa em um ponto muito pequeno, forma-se um buraco negro. O grande volume que é “espremido” nesse ponto origina a grande força da gravidade ali. Pode haver vários buracos negros estelares na Via Láctea, a galáxia da Terra.
Os cientistas acreditam que os buracos negros em miniatura — tão pequenos quanto um átomo — se formaram quando o universo começou. Apesar do tamanho, eles podem conter a massa de uma grande montanha.
Já os supermassivos têm massa correspondente a mais de 1 milhão de sóis. Os cientistas encontraram provas de que toda grande galáxia contém um buraco negro supermassivo no
centro.
O do centro da Via Láctea é chamado Sagittarius A. Ele tem a massa equivalente a cerca de 4 milhões de sóis. Os especialistas acreditam que os buracos negros supermassivos foram criados ao mesmo tempo que a galáxia em que estão.
A primeira foto de um buraco negro
Em 2022, o consórcio internacional Event Horizon Telescope (EHT) revelou a primeira imagem do buraco negro no centro da Via Láctea, conhecido como Sagitário A* ou Sgr A*.
Os cientistas envolvidos destacam que essa imagem oferece evidências sólidas de que o objeto é realmente um buraco negro e também proporciona insights sobre o funcionamento desses gigantes que estão presentes no centro de muitas galáxias.
”Essas observações sem precedentes melhoraram consideravelmente nossa compreensão do que acontece no centro da nossa galáxia e nos oferecem novos insights sobre a interação desses buracos negros gigantes com o ambiente circundante, afirmou Geoffrey Bower, cientista do projeto EHT.
O buraco negro em questão está localizado a cerca de 27.000 anos-luz da Terra.
Have you seen the picture of the black hole at the center of our galaxy?
The image of Sagittarius A* (inset) was taken by @EHTelescope. Now see it in context with support from our @ChandraXray, Swift and NuSTAR observatories. Here’s what the colors mean: https://t.co/Qkt3Qu3v1r pic.twitter.com/BONW7QZhsu
— NASA (@NASA) May 12, 2022
Como é possível “ver” um buraco negro?
Os buracos negros em si não emitem luz, o que torna impossível detectá-los diretamente. No entanto, apresença de gás brilhante que orbita o buraco negro cria uma região central escura conhecida como “sombra”. Essa sombra é cercada por um anel brilhante.
Embora a sombra em si seja a área mais escura, a influência gravitacional intensa do buraco negro causa um fenômeno de lente gravitacional, onde a luz é desviada ao passar pelo campo gravitacional forte, resultando na formação do anel luminoso.
A imagem recém-capturada revela justamente essa luz desviada devido à gravidade intensa do buraco negro, que é aproximadamente 4 milhões de vezes mais massivo que o Sol.
Para isso, o consórcio internacional Event Horizon Telescope (EHT) conectou oito observatórios de rádio localizados em diferentes partes do mundo.
Ao sincronizar esses observatórios, os astrônomos conseguiram um telescópio virtual com o diâmetro da Terra.
Essa observação foi realizada durante várias noites, com dados coletados ao longo de um extenso período de exposição, semelhante ao conceito de exposições prolongadas em uma câmera.
A Terra pode ser “engolida” por um buraco negro?
Não. Segundo a Nasa, não há como a Terra ser “engolida” pois não há nenhum buraco negro tão perto do Sistema Solar.
