Buraco Negro

Rosimar Gouveia
Escrito por Rosimar Gouveia
Professora de Matemática e Física

Buracos negros são lugares no espaço cuja velocidade de escape é maior que a velocidade da luz. Nessas regiões existe um intenso campo gravitacional e matéria armazenada em espaços muito pequenos.

A massa concentrada de um buraco negro pode ser até 20 vezes maior que a do Sol. O tamanho, contudo, varia; há grandes e pequenos, e cientistas apostam que há buracos negros do tamanho de um átomo.

Como seu campo gravitacional é muito intenso , nem mesmo a luz pode escapar. Desta forma, são invisíveis e não é possível estimar a quantidade existente, por exemplo, na Via Láctea.

Primeira Imagem de um Buraco Negro (2019)

Em abril de 2019 os cientistas apresentaram a primeira foto de um buraco negro, que está localizado no centro da galáxia Messier 87 (M87).

A massa deste buraco negro é 6,5 bilhões de vezes maior que a do Sol e sua distância da Terra é de 55 milhões de anos-luz.

Na imagem, vemos um anel brilhante ao redor de um centro escuro. Esse anel é o resultado da luz que se dobra ao redor do buraco negro devido a sua forte gravidade.

Primeira imagem de um buraco negro
Primeira imagem de um buraco negro

Essa imagem foi obtida através de 8 radiotelescópios espalhados por diversos pontos da Terra e que fazem parte do projeto Event Horizon Telescope (EHT).

Como é possível "ver" um buraco negro?

Embora não possam ser vistos de forma direta, o comportamento dos astros ao redor indicam a presença de um buraco negro porque a gravidade afeta as estrelas e o gás presente nas vizinhanças.

A intensa força gravitacional dos buracos negros captura os gases que estão próximos e estes gases ao serem sugados têm sua energia potencial gravitacional gradativamente transformada em energia cinética, térmica e radiativa.

A trajetória descrita pelo gás rumo ao buraco negro tem a forma de espiral e ao longo do caminho ocorre a emissão de fótons, que escapam antes de atingirem o limiar do buraco negro.

Esta emissão forma ao seu redor um anel brilhante, o que permite a sua observação indireta e representa a parte visível na primeira imagem captada de um buraco negro.

Tipos de buracos negros

Os buracos negros são classificados em estelares ou supermassivos. Os pequenos são chamados estelares e os maiores são denominados de supermassivos e podem ter a massa de 1 milhão de sóis juntos.

Estudos da NASA (Agência Espacial Norte-americana) indicam que toda grande galáxia tem no centro um buraco negro supermassivo.

A Via Láctea abriga um buraco negro supermassivo denominado Sagitário A, que tem a massa estimada de 4 milhões de sóis.

O pressuposto é de que os supermassivos formaram-se ainda na origem do Universo, enquanto os estelares resultam da morte de uma estrela supernova.

Buraco negro
Nem mesmo a luz escapa da gravidade de um buraco negro

O Sol não deve transformar-se em um buraco negro porque não tem energia suficiente para alterar a gravidade atual.

Teoria do Buraco Negro

Durante muito tempo acreditava-se que a velocidade da luz era infinita. Contudo, em 1676, Ole Roemer descobriu que a luz se propaga com velocidade finita.

Esse fato levou Laplace e John Michell, no final do século XVIII, a acreditarem que poderiam existir estrelas com campo gravitacional tão forte que a velocidade de escape fosse maior que a velocidade da luz.

A teoria da relatividade geral de Albert Einstein apresentou a força da gravidade como resultado da deformação do espaço-tempo (espaço curvo). Isso abriu caminho para o enquadramento teórico da existência dos buracos negros.

Einstein
Albert Einstein um dos maiores exploradores do espaço - NASA

No mesmo ano da apresentação do famoso estudo da teoria da relatividade geral, o físico alemão Karl Schwarzschild encontrou a solução exata da equação de Einstein para as estrelas massivas e relacionou seus raios com suas massas. Assim, ele demonstrou matematicamente a existência dessas regiões.

No início da década de 70, Stephen Hawking começou a pesquisar sobre as características dos buracos negros.

Como resultado das suas pesquisas, ele previu que os buracos negros emitem radiação que podem ser detectada por instrumentos especiais. Sua descoberta possibilitou o estudo detalhado dos buracos negros.

Assim, com o desenvolvimento de telescópios que medem emissores de raios X provenientes de fontes estrelares, se tornou possível observar de forma indireta os buracos negros.

O Buraco Negro Sagitário A

Cientistas estimam que as galáxias elípticas e espirais - como a Via Láctea - têm um buraco negro supermassivo. Este é o caso de Sagitário A, que está a 26 mil anos-luz da Terra.

O excesso de poeira cósmica na galáxia impede a observação no entorno de Sagitário A. Diferente dos demais corpos celestes, que emitem luz, os buracos negros não podem ser observados pelos métodos usuais. Assim, o trabalho é efetivado por meio de ondas de rádio e raio X.

Buraco Negro Gigante

O maior buraco negro tem a massa 12 milhões de vezes maior que o Sol. A descoberta, feita por cientistas chineses da Universidade de Pequim foi divulgada em 2015.

O buraco negro fica no centro de uma galáxia - como ocorre com os supermassivos.

A estimativa dos cientistas é de que tenha se formado há 12,8 bilhões de anos terrestres e tenha quantidade de luz 420 trilhões de vezes superior ao Sol.

A partir do choque de dois buracos negros foi possível comprovar a existência das ondas gravitacionais.

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Rosimar Gouveia
Escrito por Rosimar Gouveia
Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.