Há algo inerentemente fascinante sobre os buracos negros. Talvez seja porque são bestas invisíveis espreitando no espaço que às vezes dilaceram estrelas que passam desavisadamente e espalham seus restos. Seja o que for, esses estranhos objetos cósmicos continuam a cativar cientistas e leigos.

De Adam Mann para o Live Science

Mas de onde vêm os buracos negros? Como eles se formam e o que lhes dá um poder destrutivo tão impressionante?

Antes de podermos responder, temos que fazer uma pergunta ainda mais fundamental: o que é um buraco negro? “Basicamente, é um objeto ou um ponto no espaço onde a atração gravitacional é tão forte que nada pode escapar”, disse ao Live Science a astrofísica Neta Bahcall, da Universidade de Princeton, em Nova Jersey. Até mesmo a luz são sugadas, e é por isso que os buracos negros são pretos.

Esses objetos bizarros surgem como fênix que brotam das cinzas de estrelas mortas. Quando estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas, o hidrogênio que elas fundem em hélio está quase esgotado. Então, essas estrelas-monstro começam a queimar hélio, fundindo os átomos restantes em elementos ainda mais pesados, até chegarem ao elemento ferro, cuja fusão já não fornece energia suficiente para sustentar as camadas externas da estrela, segundo a Universidade de Tecnologia de Swinburne, no Centro de Astrofísica e Supercomputação da Austrália. Essas camadas superiores entram em colapso e depois explodem em uma explosão poderosa e brilhante chamada supernova.

No entanto, uma pequena parte da estrela fica para trás. As equações de relatividade geral de Albert Einstein preveem que, se este remanescente tiver cerca de três vezes a massa do nosso Sol, a poderosa força gravitacional do remanescente de estrela superará todo o resto e o material de que é feito será esmagado até um ponto infinitamente pequeno com densidade infinita, segundo a NASA. As leis conhecidas da física não conseguem lidar com esses infinitos que distorcem a mente. “Em um determinado ponto, elas falham e não sabemos realmente o que acontece”, disse Bahcall.

Se este vestígio estelar estiver sozinho, um buraco negro geralmente ficará lá, sem fazer muita coisa. Mas se gás e poeira cercam o objeto, esse material será sugado para dentro do buraco negro, criando explosões de luz quando o gás e a poeira se aquecerem, girando ao redor do centro como se fosse água escorrendo pelo ralo. O buraco negro irá incorporar essa massa desse gás e poeira circundante em si, permitindo que o objeto cresça, explicou a astrofísica.

Se dois buracos negros se encontram, a poderosa gravidade de cada um atrairá o outro, e eles ficarão cada vez mais próximos, girando um ao redor do outro. Suas massas agitarão o tecido do espaço-tempo próximo, enviando ondas gravitacionais. Em 2015, astrônomos detectaram essas ondas gravitacionais através do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO), publicado pela Live Science.

“Essa foi a primeira vez que pudemos ver os buracos negros e confirmar que eles existem”, disse Bahcall, acrescentando que os resultados também foram uma bela corroboração das equações preditivas de Einstein.

A impressão artística de ondas gravitacionais de dois buracos negros em órbita. Crédito: K. Thorne (Caltech) e T. Carnahan (NASA GSFC)

Os cientistas já haviam encontrado evidências indiretas de buracos negros antes, testemunhando estrelas no centro de nossa galáxia Via Láctea orbitando em torno de um gigantesco objeto invisível, informou o site Universe Today. Como esses buracos negros supermassivos — que podem ter bilhões de vezes a massa de nosso Sol — se formam é uma outra questão notável, disse Bahcall.

Os pesquisadores pensam que buracos negros supermassivos já foram muito menores, formando buracos negros de tamanho mais modesto já nos primeiros dias de nosso universo. Ao longo do tempo cosmológico, esses objetos absorveram gás e poeira, se fundiram entre si e cresceram, acabando como esses monstros colossais supermassivos que conhecemos. Mas muitos dos detalhes desta história continuam confusos, disse Bahcall.

Os astrônomos observaram objetos chamados quasares, que brilham mais que milhares de galáxias juntas e acredita-se que sejam alimentados por buracos negros supermassivos que consomem matéria. Os quasares foram vistos até o primeiro bilhão de anos após o Big Bang, quando nosso universo se formou, deixando os cientistas coçando suas cabeças de confusos sobre como tais objetos enormes poderiam se formar tão rapidamente, disse Bahcall.

“Isso realmente se destaca do panorama e acrescenta complexidade à questão”, disse Bahcall, e continua sendo um tópico muito ativo de pesquisa.

Originalmente publicado no Live Science. O texto em inglês de Adam Mann “How Does a Black Hole Form?” pode ser lido ao se clicar no link.

Imagem de capa: buracos negros supermassivos sopram ventos para fora em uma forma esférica, como mostrado aqui nesta concepção artística de um buraco negro. (Crédito: NASA / JPL-Caltech)

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