Os buracos negros

O Raio de Schwarzschild limita o horizonte de eventos Curvatura da luz em torno de um corpo de grande massa. As linhas brancas representam o caminho da luz de uma galáxia distante ao atingir um observador na Terra. As linhas laranjas representam o caminho distorcido da luz pela presença de um corpo supermassivo entre a Terra e a galáxia distante. Portanto, esse caminho distorcido da luz fornece uma posição e forma aparente da galáxia para um observador na Terra.


(Dermeval Carneiro - O Povo) Nunca alguém viu e jamais verá um buraco negro. O leitor deve estar se perguntando: se ninguém pode ver um buraco negro, como se sabe da existência deles? O buraco negro está previsto na Teoria Geral da Relatividade, de Albert Einstein, que o define como sendo uma região do espaço onde, a partir de um limite chamado de “horizonte de eventos”, nada pode escapar, nem mesmo a luz. O termo “negro” refere-se ao fato de esse objeto não refletir nenhuma luz a partir desse “horizonte de eventos”. Existem dois tipos de buracos negros: os buracos negros de massa estelar e os buracos negros supermassivos.

Sabe-se que estrelas com massas acima de 10 massas solares passam por violentos processos ao chegarem ao fim de suas vidas. O colapso gravitacional extremamente forte que ocorre na região central dessas estrelas gigantes, fazem com que elas sofram uma gigantesca explosão, lançando toda a sua matéria ao espaço interestelar, o que pode resultar em duas situações: ou a estrela é completamente destruída, ou deixa uma estrela residual muito compacta chamada de estrela de nêutrons.

Mas, se a estrela inicial é muito grande, com massa muitas vezes maior do que a do Sol, após a sua explosão, a estrela residual restante terá muita massa, maior do que três massas solares. Nesse caso, o colapso gravitacional continua agindo nessa estrela residual de forma tão violenta, que a pressão da matéria existente não consegue evitar o esmagamento e a estrela residual continua colapsando continuamente, vindo a formar o que chamamos de buraco negro.

A massa da estrela residual é tão comprimida, que o resultado desse super esmagamento é um minúsculo ponto chamado de “singularidade”. Esse objeto tem tanta massa concentrada que gera um campo gravitacional extremamente forte, de tal modo que se um corpo se aproximar desse ponto, será atraído definitivamente – sem retorno.

A região onde ocorre o “ponto sem retorno” é chamada de “horizonte de eventos”. Uma região esférica invisível em torno de um buraco negro dentro da qual não há a menor possibilidade de fuga. Até mesmo a luz, que tem a incrível velocidade de cerca de 300 mil km/s, não consegue escapar, isso porque a velocidade da luz é menor do que a velocidade de escape de um buraco negro. O raio que limita o horizonte de eventos é chamado de “Raio de Schwarzschild”, nome dado em homenagem ao astrônomo e físico alemão Karl Schwarzschild.

Se a luz não consegue escapar do objeto que está colapsando, um observador situado bem distante do Raio de Schwarzschild (ver imagem ao lado) não conseguirá ver o objeto, ele se transformou num buraco negro. O horizonte dos eventos nos impede que tenhamos qualquer informação do que está ocorrendo no seu interior. Por isso, nunca alguém viu e jamais verá um buraco negro.

Se ninguém pode ver um buraco negro, como se sabe que ele existe? Como a luz não escapa, não se pode ver um buraco negro diretamente. O estudo e a detecção dos buracos negros são feitos pelos efeitos que eles provoca na região em seu entorno, um deles é o efeito “lente gravitacional”. Antes de serem detectadas por telescópios modernos, as lentes gravitacionais foram previstas por Albert Einstein na sua Teoria Geral da Relatividade.

Os buracos negros atraem tudo que está ao seu redor, como gás e até estrelas inteiras. A matéria atraída move-se em direção ao buraco negro em forma espiralada, formando um anel chamado de disco de acreção. O material nesse disco move-se com velocidade cada vez mais alta, aumentando ainda mais a temperatura, emitindo uma radiação. É essa radiação que o astrofísicos detectam e medem.

O primeiro desses objetos a serem detectados foi Cygnus X-1, na constelação do Cisne (Cygnus), em 1964. Trata-se de um buraco negro com uma companheira em órbita binária localizado a 8 mil anos luz da Terra. Ele está sugando a matéria da companheira para o disco de acreção ao seu redor, emitindo raios X durante o processo. Foi através da detecção desses raios que o buraco negro foi descoberto.

Via Láctea
Os astrônomos têm detectado a existência de buracos negros supermassivos no núcleo de muitas galáxias gigantes incluindo a Via Láctea. Eles calculam que o buraco negro que se encontra no centro da nossa Via Láctea tem cerca de três milhões de vezes a massa do Sol.