A melhor 'imagem' de um buraco negro

Esses objetos extremamente densos e compactos são formados quando uma estrela pesada explode em uma supernova

Legenda: Galáxia elíptica M87. Em seu interior há um buraco negro supermassivo ativo. Por isso vemos um jato relativístico sendo emitido
Foto: Reprodução

Os buracos negros são estruturas celestes fascinantes e misteriosas que têm intrigado cientistas e astrônomos há décadas. Esses objetos extremamente densos e compactos são formados quando uma estrela pesada explode em uma supernova e seu núcleo é comprimido a um tamanho extremamente pequeno, mais denso do que todos os átomos que conhecemos.

São chamados assim porque sua gravidade é tão forte que nada, nem mesmo luz, pode escapar deles. Isso significa que, se você se aproximar de um buraco negro, não há nada que possa tirá-lo de lá.

Embora a existência dos buracos negros tenha sido proposta há muito tempo pelo astrônomo e Físico alemão Karl Schwarzschild (1873 – 1916) utilizando a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein (1879 – 1955), eles só foram detectados pela primeira vez em 1964 na constelação de Cisnte e por isso chamado Cygnus-X-1. Desde então, os astrônomos descobriram muitos buracos negros em nossa galáxia e em outras galáxias distantes.

Existem diversos tipos de buracos negros, dentre eles os buracos negros supermassivo habitam os centros das galáxias sendo esses objetos de milhões a bilhões de vezes mais pesados do que o Sol. Um dos mais famosos é o buraco negro da galáxia M87 na constelação de virgem.

Ele ficou mundialmente conhecido após o telescópio do horizonte de eventos (um telescópio do tamanho da Terra formado por vários telescópios espalhados pelo globo) ter produzido a primeira imagem da silhueta de um buraco negro. 

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Esse buraco negro está ativo, isso significa que está se alimentado de estrelas ao seu redor. A maior parte da matéria cai no buraco negro e o campo magnético gerado pela rotação de matéria quente ao redor desvia parte dessa matéria para os polos produzindo jatos relativísticos.  

Os jatos relativísticos emitidos por buracos negros são poderosos jatos de energia extremamente brilhantes e podem ser detectados mesmo a 55 milhões de anos-luz de distância como é o caso da M87. São distintos de outros tipos de jatos, como aqueles produzidos por estrelas. Eles são muito mais poderosos e relativísticos, ou seja, viajam a velocidades próximas à da luz (cerca de 99,999%). 

Os jatos relativísticos são tão poderosos que podem influenciar o ambiente do buraco negro e das galáxias ao seu redor. Eles transportam enormes quantidades de energia, e essa energia pode ser transferida para os gases intergalácticos, influenciando sua estrutura e evolução.

Legenda: Imagem do horizonte de eventos do buraco negro supermassivo da M87 antes (esqueda) e depois do processamento (direita)
Foto: NOIRLab/Reprodução

O jato relativístico da M87 dava segurança de que havia um buraco negro supermassivo ali. Esse foi um dos motivos para escolhê-lo para ser observado pelo telescópio do horizonte de eventos. Atualmente, a imagem do horizonte de eventos desse buranco negro foi aperfeiçoada pela astrofísica brasileira Lia Medeiros, pesquisadora do Instituto de Estudos avançados (IAS, sigla em inglês) de Nova Jersey. 

Eu tive a honra de conhecê-la durante a Feira do Conhecimento de 2019 no Centro de Eventos e Convenções do Ceará. O seu trabalho é inspirador para o mundo e um orgulho para os brasileiros.

Os buracos negros são importantes porque ajudam os cientistas a entender a natureza da gravidade e a compreender melhor como nosso universo funciona em casos extremos. Eles também são potencialmente importantes para a propulsão espacial, já que é possível usar a gravidade dos buracos negros para acelerar naves espaciais a velocidades incríveis.

Legenda: Astrofísica Lia Medeiros trabalhou na primeira imagem do buraco negro e agora aperfeiçoou o processamento produzindo a melhor imagem do horizonte de eventos
Foto: Dan Komoda/IAS/Reprodução

No entanto, ainda há muito que não sabemos sobre buracos negros. Por exemplo, os cientistas ainda estão tentando entender como os buracos negros se formam e como eles evoluem ao longo do tempo. Além disso, os jatos relativísticos são cada vez mais estudados como uma possível fonte de energia para as futuras civilizações. Há teorias de que buracos negros podem estar ligados à viagem no tempo e a outras anomalias do espaço-tempo, mas isso ainda é um mistério. 

Em resumo, os buracos negros são uma das estruturas mais fascinantes do universo e ainda há muito a aprender sobre eles. Eles podem ser assustadores e incompreensíveis, mas também são uma das chaves para desvendar muitos dos mistérios do cosmos.

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