Um dos tipos mais interessantes de corpo celeste, sem dúvida, são os buracos negros. Eles estão em obras de ficção desde meados do século XX. E isso até mesmo antes de realmente sabermos o que são. Algumas obras antigas já haviam abordado os tais “sois negros” antes de John Archibald Wheeler usar o termo “buraco negro” pela primeira vez. Aliás, a própria ideia de um objeto que absorve tudo ao seu redor já estava por aí há mais tempo do que muitos imaginam. Um bom exemplo está em John Mitchell, pioneiro em muitas áreas. Ele, em pleno século XVIII, trabalhou com muitos conceitos que estavam bem à frente de seu tempo. E ainda, em áreas bastante diferentes, como astronomia e geologia. Uma de suas obras falava sobre “estrelas negras” supermassivas. Essas, além de tudo, não emitiam radiação e só poderia ser detectadas por seus efeitos gravitacionais (ou seu envoltório).
No começo do século XX, a relatividade geral, com os trabalhos de Albert Einstein, tornou possível uma nova visão do universo. E com isso, também novos modelos para explicar e prever novos objetos e fenômenos. Ainda assim, por certo tempo, consideramos os buracos negros mais como curiosos resultados matemáticos da relatividade do que coisas reais. Mas quando Jocelyn Bell descobre as estrelas de nêutrons, tudo muda. Corpos celestes resultantes de colapso gravitacional se tornaram possíveis de verdade.
Hoje também sabemos que buracos negros supermassivos existem no centro da maioria das galáxias. Incluindo nisso, aliás, a nossa própria, com o corpo Sagittarius A*. Ou seja, estudar esses objetos é fundamental para entender o universo. Além disso, com a detecção, pela primeira vez, de ondas gravitacionais, causadas por colisões entre buracos negros, surge uma pergunta nas cabeças de cientistas e curiosos. Afinal, quantos será que devem existir por aí?
Simulando buracos negros
Mesmo sabendo mais sobre os buracos negros, há ainda muito que não está claro. Uma opção, contudo, para entendê-los um pouco melhor, em termos de sua evolução e função no universo, é estimar sua quantidade. Uma possível abordagem para isso trata da história de estrelas massivas. E, assim, calcula quantos buracos negros deveria haver em um certo espaço. Mas um estudo recente atacou o problema de outra forma. Isto é, com uma abordagem computacional.
Alex Sicillia, da Escola Internacional de Estudos Avançados (SISSA, na sigla em italiano), e colaboradores incluíram em seus cálculos a história comum de formação de buracos negros. Isto é, considerando a evolução estelar de estrelas massivas. Também consideraram, contudo, o papel de colisões entre buracos negros, por meio de dados de ondas gravitacionais. O resultado se deu na forma da taxa de nascimento, por toda a idade do Universo, de buracos negros de 5 a 160 vezes a massa do Sol.
Milhões e milhões
Pela taxa de nascimento, os cientistas puderam estimar quantos dos objetos estudados deveriam existir hoje. E a conclusão é impressionante. São 40 quintilhões espalhados pelo universo. Os maiores desses, aliás, se formariam por colisões entre buracos negros em aglomerados de estrelas. Ainda, a taxa de colisão entre ondas gravitacionais calculada tem acordo com os dados de observações. Outro resultado se deu pela possibilidade de estimar o número de buracos negros nessa faixa de massa nos primórdios do universo.
O artigo em questão, do Astrophysical Journal, foi o primeiro em uma série de trabalhos que ainda virão. Isso porque os pesquisadores estão buscando investigar melhor o nascimento e a distribuição dos objetos pelo Universo. “Nosso trabalho providencia uma teoria robusta para geração de ‘sementes leves’ de buracos negros (super)massivos em alto redshift, e pode ser um ponto de partida para investigar a origem de ‘sementes pesadas’, que estudaremos em um artigo seguinte”, disse o astrofísico Lumen Boco do SISSA, que fez parte do trabalho.
