Afinal, o que é um buraco negro?

Hoje, pela primeira vez na história, podemos ver a imagem de um buraco negro, criada através de dados coletados por uma rede global de telescópios chamada Event Horizon.

Se isso te deixou curioso para saber o que exatamente é um buraco negro, nós te explicamos.

Um buraco negro é uma região no espaço onde a força da atração da gravidade é tão forte que nem mesmo a luz pode escapar. Por isso o adjetivo “negro”. A força é tão grande porque a matéria foi comprimida em um espaço muito pequeno. Essa compressão se dá geralmente no fim da vida de uma estrela, quando elas entram em colapso.

A explicação acima é fundamentada na teoria da relatividade geral de Albert Einstein, publicada em 1915, há cem anos. De acordo com Einstein, tudo o que atravessa o limite de um buraco negro se perde para sempre – mas este assunto é algo que persegue muitos estudiosos.

Buracos negros são tecnicamente invisíveis, uma vez que nenhuma luz é capaz de sair dali. Isso explica porque é tão difícil captar imagens deste fenômeno.

Para encontrá-los, os cientistas usam instrumentos espaciais para observar o comportamento das estrelas e matérias que estão muito próximas deles.

Com base em informações da NASA, nós esclarecemos algumas dúvidas frequentes sobre o fenômeno.

Qual o tamanho de um buraco negro?

O tamanho de um buraco negro pode variar muito. Mas existem três tipos principais, sendo a massa e o tamanho fatores que determinam de que tipo ele é.

Os menores são conhecidos como buracos negros primordiais. Segundo os cientistas, eles são tão pequenos quanto a um único átomo, mas com massa equivalente a uma grande montanha.

Os de tamanho médio são conhecidos como “estelar”, e é o tipo mais comum deles. Sua massa pode ser até 20 vezes maior que a do Sol e, para ter uma ideia de sua dimensão, ele pode caber de uma bola com diâmetro de 16 quilômetros. Segundo os cientistas, dezenas de buracos negros “estelares” podem existir dentro da Via Láctea.

Os maiores são chamados de “supermassivos”, eles têm a massa maior que 1 milhão de sóis juntos e caberiam dentro de uma bola de diâmetro com tamanho aproximado ao do Sistema Solar. Existe um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, chamado Sagittarius A – sua massa é igual a cerca de 4 milhões de sóis e caberia em uma bola com diâmetro do tamanho do Sol.

Como eles se formam?

Segundo os cientistas, os buracos negros primordiais se formaram onde tudo começou: logo após o Big Bang.

Os estelares se formam quando o centro de uma estrela muito densa entra em colapso sob sua própria gravidade. Este colapso também pode criar uma supernova (explosão que ocorre quando uma estrela morre) – para isso, seria necessário a morte de uma estrela extremamente maciça, com massa 3 vezes maior que a do Sol.

Já os supermassivos se formam ao mesmo tempo que a galáxia em que estão localizados. Isso significa que o tamanho de um buraco negro deste tipo está relacionado ao tamanho e a massa da galáxia em que ele se encontra.

Como os cientistas sabem que eles estão lá?

Através dos efeitos da forte gravidade nas estrelas e gases. Se uma estrela está orbitando um certo ponto no espaço, os cientistas vão estudar os movimentos para ver se se trata de um buraco negro.

Quando um buraco negro e uma estrela estão orbitando juntos, um luz de alta energia é produzida, e ela pode ser detectada por equipamentos espaciais.

Às vezes, a gravidade de um buraco negro pode ser forte o suficiente para extrair os gases externos da estrela e criar um disco de acreção. Quando o gás do disco de acreção espirala para dentro do buraco negro, o gás é aquecido a temperaturas muito altas e libera luz de raio-X em todas as direções – que podem ser detectadas pelos telescópios.

Um buraco negro pode de repente engolir a Terra?

Não. Eles não vagam aleatoriamente pelo universo, engolindo tudo que encontram pela frente. Os buracos negros são regidos pelas leis da gravidade, assim como outros objetos no espaço. A órbita dele teria que estar muito próxima do Sistema Solar para ter algum efeito na Terra. E, isso, os cientistas garantem que não é provável.

Supondo que um buraco negro com a mesma massa do Sol pudesse substituí-lo, a Terra não ia ser “engolida” por ele. O buraco negro manteria a gravidade que o Sol e continuaria sendo orbitado pelos planetas.

Então o Sol pode se transformar em um buraco negro?

Não. O Sol não tem massa suficiente para entrar em um buraco negro. Daqui a bilhões de anos, quando o Sol estiver no fim de sua vida, ele se tornará uma estrela vermelha gigante. E quando tiver usado seu último combustível, ele vai se desfazer de suas camadas externas e se tornará um anel brilhante de gás chamado de nebulosa planetária. No final, tudo o que restará do Sol será uma estrela anã branca gelada.

Como a NASA está estudando buracos negros?

Espaçonaves como o Observatório de raios-X Chandra, o satélite Swift e o Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi são equipamentos que ajudam os cientistas a responder perguntas inquietantes sobre a origem, evolução e destino do universo. O Fermi foi lançado ao espaço em 2008 para observar os raios gama – a forma mais energética de luz – em busca de buracos negros supermassivos e outros fenômenos astronômicos.

Science wins!

A primeira imagem de um buraco negro foi registrada em uma região de 500 quinquilhões de quilômetros da Terra. Ele está localizado no centro da Galáxia Messier 87 (M87).

Se trata de um buraco negro supermassivo de 40 bilhões de quilômetros de diâmetro – cerca de 3 milhões de vezes o tamanho do nosso planeta. Os cientistas se referem a ele como um “monstro” – sua massa é de 6,5 bilhões de vezes maior que a do Sol. Estima-se que ele seja um dos maiores que já tenham existido.

“Esse é um extraordinário feito científico realizado por uma equipe de mais de 200 pesquisadores”, comemora Sheperd S. Doeleman, diretor do EHT.

A imagem memorável mostra a entrada de um buraco negro, chamado Horizonte de Eventos. A cor alaranjada é um disco de acreção altamente radioativo: formado por gás e poeira muito quentes que estão caindo lentamente dentro dele.

Os telescópios que fazem parte do Event Horizon estão localizados no Chile, México, Espanha, Havaí, Arizona e Antártica. Eles estavam sendo testados desde 2017.

Conhecer um pouco sobre a complexidade deste fenômeno que ainda intriga e persegue as mentes incansáveis dos cientistas, nos ajuda a reconhecer a importância deste evento.

Eu não consigo parar de pensar: o que Stephen Hawking diria se estivesse vivo?

Agora pare e contemple. O que você está vendo é maior que o tamanho do nosso Sistema Solar inteiro.

Randall Munroe fez uma comparação com o Sistema Solar. Se sentiu pequeno?