Caros Leitores,
Um telescópio a bordo da Estação Espacial Internacional captou sinais de
um buraco negro "devorando" uma estrela. As imagens, detectadas em
março do ano passado, foram analisadas por astrônomos e as conclusões foram
divulgadas nesta quarta-feira (9).
Batizado de MAXI J1820+070, o buraco negro
fica relativamente perto da Terra – a 10 mil anos-luz daqui. Os equipamentos da
Estação Espacial detectaram um imenso jato de luz de raios-x, que chamou a
atenção dos cientistas.
Depois de analisar o material, os
cientistas concluíram que se tratava de um fenômeno interessantíssimo: um
buraco negro observado em meio a uma explosão, uma fase extrema em que ele
emite rajadas de energia enquanto absorve um amontoado gigantesco de gás e
poeira de uma estrela próxima.
"Muitos milhões de buracos negros
existem em nossa galáxia. Nós só os vemos quando estão em um sistema binário
com outra estrela, uma estrela normal como o nosso sol. Os buracos negros podem
puxar material da superfície da estrela, acumulando material, pouco a pouco, na
forma de um disco – chamado disco de acreção – ao redor dele", explica à
BBC News Brasil a astrônoma Erin Kara, pesquisadora da Universidade de Maryland
e principal autora da descoberta.
"Às vezes, ocorre uma instabilidade, e uma avalanche desse
material estelar cai no buraco negro, criando uma enorme energia e radiação, na
forma de um jato de emissão de raios-x da região muito perto do buraco negro,
chamado de coroa. Temos agora novos resultados sobre a extensão espacial e a
evolução da coroa e do disco durante uma explosão."
Detecção
Essa radiação captada
pelos equipamentos da Estação Espacial, rastreada pelos cientistas,
comprovou-se como oriunda do buraco negro MAXI J1820+070. Astrônomos passaram a
seguir a pista, detectando "ecos" dessa explosão. A junção dessas
informações resultou em novas evidências sobre como os buracos negros evoluem
durante uma explosão.
A descoberta foi
anunciada em encontro da Sociedade Americana de Astronomia realizado nesta
quarta em Washington e é a reportagem de capa da revista científica Nature desta quinta-feira.
Segundo as evidências, o buraco negro
consome quantidades de material estelar e, enquanto isso ocorre, sua coroa – ou
seja, o halo de elétrons altamente energizados que o circunda – encolhe
significativamente. No caso observado, ele caiu de uma extensão de cerca de 100
quilômetros a apenas 10 quilômetros em pouco mais de um mês.
Nunca antes tal fenômeno havia sido
identificado pela ciência. As evidências apontam para o fato de que esse
processo seja a chave da evolução de um buraco negro. "É a primeira vez
que observamos esse tipo de evidência, de que a coroa está diminuindo durante
essa fase da explosão", comenta o astrônomo Jack Steiner, do Instituto
Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT.
"A coroa ainda segue sendo algo bastante misteriosa. Ainda
temos uma compreensão pequena do que ela é. Mas agora temos evidências de que a
evolução do sistema é baseada na estrutura da própria coroa."
Quando o buraco negro
foi detectado pelos astrônomos, em março do ano passado, logo em seguida eles
começaram a observar sua interação com a estrela próxima. "Ele estava
quase completamente desobstruído, então tivemos uma visão muito clara do que
estava acontecendo", afirma Steiner.
"Durante nossa observação, o buraco negro passou de
totalmente inobservável para uma das fontes mais brilhantes do céu. Isto apenas
em alguns dias", conta Kara.
O fenômeno
Uma explosão do tipo
ocorre quando um buraco negro suga enormes quantidades de material de uma
estrela próxima. Esse material se acumula ao redor do buraco negro, em um
vórtice giratório conhecido como disco de acreção, que pode chegar a milhões de
quilômetros de diâmetro. No caso estudado, tratava-se de um buraco negro
pequeno, de "apenas" 10 vezes o tamanho do nosso sol.
O material nesse disco gira mais
rapidamente quanto mais perto do centro está. Esta diferença de velocidades
gera um atrito, que acaba aquecendo o disco. Esse calor enorme, em uma escala
de milhões de graus Celsius, provoca verdadeiras avalanches, fazendo com que o
gás da coroa seja "derramado" no buraco negro central.
No caso observado, conforme os cientistas
relataram, seria o equivalente a um Monte Everest de gás por segundo - o que
provocou uma explosão que durou o equivalente a um ano.
Os pesquisadores passaram a coletar, então,
medições precisas da energia e da frequência das emissões de raios-x durante a
explosão. Notaram que havia dois tipos de fótons, os de baixa energia -
provavelmente emitidos inicialmente pelo disco - e os de alta energia - aqueles
que, ao que parece, interagiram com os elétrons da coroa. A defasagem entre
eles provocou "ecos".
"Agimos de modo semelhante aos
morcegos, que usam a ecolocalização para mapear uma caverna escura",
compara a astrônoma. "Utilizamos, no caso, os ecos de luz para medir a
região próxima ao buraco negro que não pudemos resolver espacialmente com
nossos telescópios."
Ao monitorarem essa radiação, os astrônomos
observaram que, ao longo de um mês, a defasagem entre os dois tipos de fótons
caiu muito. O que sugeria que a distância entre a coroa e o disco de acreção
também estaria diminuindo. Ou seja: para evoluir, o buraco negro estava
"consumindo" o material do seu halo - constituído basicamente de
material estelar. Em outras palavras, o buraco negro estava devorando uma
estrela.
De acordo com Steiner, este foi o primeiro
caso inequívoco de que uma coroa estava encolhendo enquanto o disco permanecia
estável.
"Até então, só havíamos observado esse
tipo de 'eco' de luz em buracos negros supermassivos, de milhões ou bilhões de
massas solares", completa Kara. "Buracos negros estelares como o
J1820 têm massas muito menores e evoluem muito mais rápido. Podemos observar as
mudanças em uma escala de tempo humana."
Ou, dizendo de um modo
mais claro: a partir de análises de fenômenos como este o ser humano consegue,
de ponto de vista de um tempo mais palpável, novas peças para o complexo
quebra-cabeças que tenta explicar a formação e o funcionamento do Universo.
"Isso é importante porque há muito
tempo existe um debate sobre o que de fato impulsiona a evolução de um buraco
negro: se o disco ou a coroa", comenta Kara. "Com nossa pesquisa,
descobrimos que a coroa conduz a evolução."
Este entendimento representa muito mais do
que pode parecer. Isto porque, conforme a astrônoma lembra, no centro de todas
as galáxias massivas estão buracos negros supermassivos. E apesar de eles serem
mil vezes menores do que as galáxias onde residem, eles acabam funcionando como
os principais condutores da evolução da própria galáxia.
"Esse processo ocorre por meio de
episódios de acreção que duram milhões de anos", comenta Kara. "Se
quisermos entender como os buracos negros consomem material e afetam seus
ambientes, temos de estudar os buracos negros 'menores', encarando-os como
análogos - menores e de evolução mais rápida."
Procurado pela
reportagem, o físico brasileiro Rodrigo Panosso Macedo, que estuda buracos
negros e atua como pesquisador da Universidade Queen Mary de Londres, analisou
a importância da descoberta.
"Esse sistema em menor escala tem as
mesmas características de outros sistemas muito maiores formados por buracos
negros supermassivos e discos de acreção. Buracos negros supermassivos são os
que estão, em geral, no centro das galáxias. No caso, o que esses pesquisadores
conseguiram foi monitorar mudanças na dinâmica de acreção de material e emissão
de energia em escalas temporais que nós conseguimos medir", comenta ele.
Assim, o que os astrônomos esperam ter
feito foi ter estudado uma miniatura do centro de uma galáxia, ou seja,
compreender um pouco melhor como funciona a evolução da galáxia.
O que é um
buraco negro?
A existência dos buracos negros foi idealizada pela primeira vez
em 1783 pelo geólogo britânico John Michel (1724-1793). A teoria acabou
ganhando corpo com um texto de 1796 do matemático francês Pierre-Simon Laplace
(1749-1827).
Mas só no século 20 o conceito foi
comprovado. Primeiro com a teoria da relatividade de Albert Einstein
(1879-1955), depois com uma sucessão de teorias e, posteriormente, com
evidências astronômicas.
O mais massivo buraco negro conhecido hoje
é o que está no centro da galáxia NGC 1277. Foi descoberto em 2012 e é 4 mil
vezes maior do que o que existe no centro da Via Láctea, a nossa galáxia. Isso
significa que ele teria uma massa 17 bilhões de vezes maior do que a do Sol.
Por definição da NASA, a agência espacial
americana, "um buraco negro é uma região no espaço onde a força de atração
da gravidade é tão forte que nem a luz é capaz de escapar". "A forte
gravidade ocorre porque a matéria foi comprimida em um espaço minúsculo. Essa
compressão pode ocorrer no final da vidas e uma estrela", diz texto
divulgado pela agência.
Como nenhuma luz escapa aos buracos negros,
eles são invisíveis. "No entanto, telescópios espaciais com instrumentos
especiais podem ajudar aa encontrar buracos negros. Eles podem observar o
comportamento de materiais e estrelas que estão muito próximos dos buracos
negros", esclarece a agência.
Existem três tipos de buracos negros. Os
primordiais são tão pequenos quanto um único átomo, mas com a massa de uma
gigantesca montanha. O tipo mais comum é o de tamanho médio, os chamados
estelares - são aqueles cuja massa pode ser até 20 vezes maior do que a do Sol
e podem caber dentro de uma bola com diâmetro de cerca de 15 quilômetros.
Os maiores são aqueles chamados de
supermassivos - há evidências de que toda grande galáxia tenha um deles em seu
centro. O buraco negro que existe no centro da Via Lácta se chama Sagitário A.
Ilustração artística de um buraco negro com um raio-x ao redor, que permite que sua taxa de rotação seja estimada — Foto: Nasa/CXC/M.Weiss
Fonte: Por Edison Veiga, BBC – 09/01/2019
Obrigado
pela sua visita e volte sempre!
HélioR.M.Cabral
(Economista, Escritor e Pesquisador Independente na Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).
Membro
da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos
da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space
Agency).
Participa do
projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.
Participa
também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência
e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a
Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF),
e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S
Department of State.
e-mail:
heliocabral@coseno.com.br
Nenhum comentário:
Postar um comentário