O que é buraco negro?

Com certeza você já ouviu falar sobre buraco negro, esse é um tema recorrente no universo das histórias de ficção científica. Contudo, será que você sabe exatamente qual é o seu conceito? No artigo a seguir te explicaremos melhor do que se trata e como ele se forma.

Entenda o que é um buraco negro

Uma região de buraco negro se caracteriza por ter uma velocidade de escape maior do que a velocidade da luz. Basicamente, esse tipo de região do espaço apresenta campo gravitacional tão intenso que nem mesmo a luz consegue escapar de dentro dele. A matéria é armazenada em espaços muito pequenos.

Para se ter uma ideia, a massa concentrada em um buraco negro pode ser até 20 vezes maior do que o nosso Sol. Porém, é essencial esclarecer que existem buracos negros de todos os tamanhos, grandes ou pequenos.

Alguns cientistas acreditam que deve existir buracos negros do tamanho de um átomo. Como nem mesmo a luz consegue escapar dos buracos negros, eles são invisíveis e, assim, não é possível determinar quantos deles existem na Via Láctea, por exemplo. 

Como se formam os buracos negros?

Existem dois tipos de buracos negros: estelares e supermassivos. Confira abaixo mais detalhes sobre cada um deles.

Buracos negros estelares

Esse tipo de buraco negro é o produto final da morte de uma estrela supermassiva, ou seja, uma estrela que possui ao menos 15 vezes a massa do Sol. Estrelas supermassivas têm um tempo de vida menor do que estrelas como o Sol e quando explodem recebem o nome de supernova.

O que sobre no final da explosão pode se tornar um buraco negro ou um pulsar, estrela de nêutrons que roda rapidamente. As mais massivas se tornam buracos negros. 

Buracos negros supermassivos

Os buracos negros supermassivos são aqueles que estão no interior das galáxias e são bem diferentes dos estelares. Ainda não se sabe como eles se formam e nem quanto tempo demora para que eles sejam ativados. O que se sabe é que eles emitem raios-X, isso significa que eles estão ativamente ingerindo matéria. 

A nossa galáxia, a Via Láctea, abriga um buraco negro supermassivo denominado Sagittarius A* (ou simplesmente Sagitário A), cuja massa é estimada em 4 milhões de vezes a massa do Sol.

No dia 12 de maio de 2022, foi revelada a primeira imagem do buraco negro da Via Láctea. Contudo, essa não foi a primeira imagem de um buraco negro, em abril de 2019 foi divulgada a imagem do buraco negro no centro da galáxia Messier 87 (M87)

A Teoria do Buraco Negro

Por um longo período acreditou-se que a velocidade da luz era infinita. Em 1676, o astrônomo Ole Christensen Rømer descobriu que a luz se propaga em velocidade finita. Foi esse fato que fez com que Laplace e John Michell, no final do século XVIII, começassem a considerar a possibilidade de que existissem estrelas cujo campo gravitacional fosse tão forte que a sua velocidade de escape pudesse ser superior à velocidade da luz. 

No começo do século passado, Albert Einstein formulou a Teoria da Relatividade Geral. De acordo com essa teoria, a gravidade seria resultado da deformação do espaço-tempo (espaço curvo). Foi isso que permitiu o enquadramento teórico da existência de buracos negros. 

No mesmo ano em que a teoria foi apresentada, o físico alemão Karl Schwarzschild solucionou a equação de Einstein para as estrelas supermassivas. Ele fez a relação de seus raios com as suas massas. Dessa forma, foi demonstrado matematicamente a existência dessas regiões. 

Na década de 1970, Stephen Hawking iniciou suas pesquisas a respeito das características dos buracos negros. Um dos resultados das suas pesquisas foi a de que os buracos negros emitem radiação que poderia ser detectada com instrumentos específicos. 

Essa descoberta se tornou um detalhado estudo sobre buracos negros. Tornou-se possível observar indiretamente os buracos negros por meio da criação de telescópios que medem as emissões de raios-X oriundos de fontes estelares. 

A primeira imagem de um buraco negro

Ao longo do artigo comentamos sobre a primeira foto de um buraco negro divulgada em abril de 2019. O registro do buraco negro supermassivo de M87 foi realizado pelo projeto Event Horizon Telescope (EHT).

Para que a imagem pudesse ser produzida foram utilizados 8 radiotelescópios espalhados por vários pontos da Terra. Em 2022, foi a vez do registro do buraco negro Sagitário A da Via Láctea.

Como os buracos negros podem ser “vistos”?

Lembra que mencionamos que os buracos negros são invisíveis? Porém, mesmo com a invisibilidade é possível identificá-los através do comportamento dos astros à sua volta. A gravidade do buraco negro impacta as estrelas e o gás da vizinhança. Os gases próximos são captados pela intensa força gravitacional dos buracos negros.

Quando esses gases são sugados, a sua energia potencial gravitacional é convertida, gradativamente, em energia cinética, radioativa e térmica. O gás descreve uma trajetória espiral rumo ao buraco negro e emite fótons pelo caminho. 

Esses fótons escapam antes de chegar ao limiar do buraco negro. Essa emissão é a responsável por formar em torno do buraco negro um anel brilhante, o que pode ser visto nas imagens de buracos negros.

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