Um buraco negro é uma criatura misteriosa e faminta. Mas eles fazem mais do que apenas consumir qualquer coisa que chegue perto demais. Os buracos negros estão por trás da maior explosão no espaço, disparam bumerangues e criam seus próprios planetas.
Eles também abrigam mistérios estranhos. Quando os buracos negros morrem, o que acontece com tudo o que comeram? Por que um buraco negro brilhou em 2019 quando a ciência argumenta que eles não podem brilhar? Novas descobertas poderão ter respostas espetaculares.
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10 Uma estrela transformada em macarrão espacial
Uma estrela morreu em 2019. Metade explodiu no espaço. Um buraco negro despedaçou a outra metade em longos tentáculos e os mastigou. Isso cunhou a frase saborosa de “morte por espaguetificação”. Por mais peculiar que fosse, o evento também foi único por outros motivos além de merecer um bocado de molho de macarrão.
Quando uma estrela morre, ela libera um flash de energia conhecido como evento de interrupção de maré. Neste caso, foi o evento de maré mais próximo da Terra (215 milhões de anos-luz de distância) e o mais claro. Assim que os astrónomos o detectaram, observaram durante meses – com detalhes incríveis – como o buraco negro partiu a estrela ao meio.
A devastação revelou uma pista sobre a origem dos flashes das marés. Embora toda a história ainda seja um pouco nebulosa, eles estão definitivamente ligados aos destroços que vazam de uma estrela em declínio. [1]
9 Este buraco negro atira bumerangues
A cerca de 17.000 anos-luz da Terra, um buraco negro está mordiscando uma estrela. O par é conhecido simplesmente como XTE J1550-564. A princípio, não havia nada de surpreendente neles. Buracos negros fazem lanche à luz das estrelas. Noticias antigas. Mas em 2020, os pesquisadores analisaram imagens antigas de raios X do XTE J1550-564 e algo não bateu.
Na tentativa de descobrir os dados estranhos, as informações foram inseridas em uma simulação de computador. Revelou como parte da luz correu para a liberdade. Isto, por si só, não era incomum. Quando a luz fica presa no disco de acreção (a poeira gira em torno de um buraco negro), ela ainda pode escapar. Mas a luz que escapou do XTE J1550-564 fez algo estranho.
Normalmente, quando a luz consegue escapar com sucesso, ela salta contra o disco e depois dispara para o espaço em linha reta. Mas estes feixes primeiro se curvaram em direção ao buraco negro. Quando a luz finalmente refletiu no disco, eles pareciam bumerangues. O fenômeno não havia sido visto antes ou depois. [2]
8 Buracos negros se escondem à vista de todos
Alguns buracos negros estão envoltos em poeira escura. Esses chamados buracos negros encasulados são difíceis de detectar, mas, segundo qualquer estimativa, deve haver uma multidão deles por aí.
Em 2020, os cientistas vasculharam a imagem do Chandra Deep Field-South (CDF-S) para encontrar mais casulos. Esta imagem de raios X cobre uma seção do céu meridional com grande detalhe. Muitas coisas no CDF-S já tinham sido identificadas, incluindo 28 pontos que foram listados como galáxias ou buracos negros sem casulos.
Mas os 28 eram impostores.
Mas não por muito tempo. Quando o gráfico foi comparado com observações ópticas e infravermelhas da mesma área, os seus sinais brilhantes eram inegavelmente os de buracos negros com casulos. Os raios X não conseguiram penetrar o efeito de escurecimento da poeira, o que explicava por que se assemelhavam a outros objetos estelares. A descoberta também sugere que muitos registos, semelhantes ao CDF-S, estão provavelmente repletos destes buracos negros que se disfarçam de outra coisa. [3]
7 Um trio único
Em 1983, os astrônomos consideravam NGC 6240 uma espécie de apuro estranho. A galáxia tinha uma forma estranha e um brilho infravermelho incomum. A sabedoria da época concluiu que NGC 6240 era na verdade duas galáxias. A forma e o brilho peculiares mostraram que eles estavam colidindo.
Cada galáxia trouxe consigo seu próprio buraco negro supermassivo. No momento em que foram avistados, os buracos negros pairavam próximos uns dos outros no centro da NGC 6240.
2019 passou e os astrônomos observaram as galáxias com equipamentos melhores. Eles ficaram surpresos ao encontrar um terceiro buraco negro no centro. Seus pares da década de 80 provavelmente não perceberam porque o buraco negro estava adormecido (os outros dois consomem matéria). Mas seja qual for a razão, a sua presença sugeria que a fusão envolvia três galáxias.
Um esmagamento galáctico triplo é raro, mas não inédito. O que torna esta situação tão única é a proximidade dos três buracos negros. Eles orbitam um ao outro dentro de uma pequena área de 3.260 anos-luz e o par ativo está a apenas 645 anos-luz de distância. [4]
6 Uma pista que explica os buracos negros mais antigos
Um mistério envolve os primeiros buracos negros. Considerados como remanescentes das primeiras estrelas que morreram, nada poderia explicar por que alguns desses buracos negros se transformaram em objetos enormes. Na verdade, quando um foi descoberto em 2020, pesava mil milhões de vezes a massa do nosso Sol. Mas ter nascido logo após o Big Bang não foi o que tornou esse cara especial. Forneceu uma forte pista sobre seu próprio crescimento e tamanho.
O buraco negro mantém seis galáxias como reféns. A configuração lembra uma teia de aranha com filamentos correndo entre o buraco negro e as galáxias. Onde quer que os filamentos se cruzem, as galáxias prosperam. O que quer que os alimente (provavelmente gás) está sendo canalizado pelos fios. Da mesma forma, a teia pode inflar buracos negros a enormes proporções, alimentando-os num ambiente rico em gás. [5]
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5 A maior (e mais estranha) explosão espacial
Em 2019, algo vindo do espaço sacudiu a Terra. Dois observatórios detectaram as ondas gravitacionais e localizaram a fonte. O que eles descobriram foi algo bizarro, recorde e impossível.
O sinal, denominado GW190521, foi produzido quando dois buracos negros colidiram há 7 mil milhões de anos. A explosão criou um buraco negro único e maior. Curiosamente, um dos dois originais foi provavelmente também o resultado de uma fusão entre outros buracos negros. Mas este acúmulo cósmico não foi a única coisa estranha.
A explosão foi a explosão mais poderosa já registrada no espaço. A força equivaleu a um milhão de bilhões de bombas atômicas detonando a cada segundo durante 13,8 bilhões de anos. O buraco negro final era 142 vezes maior que o Sol, tornando-o um buraco negro de tamanho intermediário. Isto foi significativo porque buracos negros deste tamanho só eram possíveis anteriormente em teoria. Mas um dos pares originais era claramente impossível.
Calculado em cerca de 85 massas solares, quebrou uma lei científica que afirmava que nenhum buraco negro poderia existir nessa faixa. Para se formar, seria necessária uma estrela entre 60 e 130 vezes maior que o Sol. Mas é aí que reside o problema. Quando estas estrelas morrem, elas surgem como supernovas e não como buracos negros. [6]
4 Algo destruiu a coroa de um buraco negro
As coisas correram normalmente por um tempo. Uma galáxia chamada 1ES 1927+654 girava em torno de um buraco negro, como faz a maioria das galáxias. O buraco negro era visível devido à sua coroa (um anel de partículas quentes que orbita a maioria dos buracos negros supermassivos). Não havia nada de especial nisso.
1ES 1927+654 não gostou de ser ignorado. Em 2018, deu aos astrónomos um mistério que permanece sem solução até hoje. Por alguma razão, a coroa do buraco negro brilhou quarenta vezes mais que o seu brilho normal. Então, de repente, o flash desapareceu.
A galáxia realizou seu desejo. Telescópios de todo o mundo recorreram ao 1ES 1927+654, na esperança de ver mais. Eles não ficaram desapontados. Em menos de um ano, a coroa diminuiu a uma taxa que deveria ter levado milênios. Embora os especialistas não estivessem preparados para uma versão tão rápida, tinham a sensação de que este não era um ciclo de vida mais rápido do que o normal. Outra coisa estava destruindo a coroa.
De acordo com uma teoria, uma estrela colidiu com o buraco negro. A estrela se abriu como um ovo, o que causou o flash inicial. A colisão interrompeu o campo magnético do buraco negro, a mesma coisa que mantinha a coroa unida. Privada da sua estabilidade, a coroa rapidamente se desfez e fez com que o buraco negro escurecesse. [7]
3 O Mistério Flash
Lembra-se da GW190521, a maior e mais estranha explosão espacial de todos os tempos? Algo mais aconteceu cerca de um mês depois na mesma região e os investigadores não têm a certeza se os dois eventos estão ligados. Os buracos negros que colidiram não tinham coroas de fogo, então nada sobre a queda deveria ter sido visível.
Mas houve um flash enorme.
Para resolver o enigma, os pesquisadores adicionaram um quasar à história. Quasares são buracos negros supermassivos que liberam rajadas de energia. Mas o flash foi espetacular demais, mesmo para um desses gigantes.
Em vez disso, a teoria diz que os dois buracos negros mais pequenos ficaram presos no anel de gás que rodeia o seu primo supermassivo. A certa altura, o par se fundiu e criou o sinal GW190521. A força da fusão empurrou o novo buraco negro através do anel e perturbou o gás o suficiente para desencadear uma reação retardada (a erupção).
Isso explica porque o flash aconteceu 34 dias após o sinal GW190521, mas nada é certo. Há uma chance igual de que os dois eventos não tenham nada a ver um com o outro. [8]
2 Eles têm cobertores
Os planetas nascem da roda de poeira que gira em torno de uma estrela. Blanets, por outro lado, são mundos que se formam dentro do anel de poeira que orbita um buraco negro. Alguns blanets são rochosos e semelhantes à Terra, mas quase 10 vezes maiores. Outros são gigantes gasosos como Netuno.
Blanets nunca foram encontrados.
Mas um estudo realizado em 2020 mostrou que os mundos estranhos devem existir. Um requisito para a construção do planeta é o gelo. Agindo como uma cola, o gelo faz com que as partículas de poeira se unam. Uma vez que um aglomerado desenvolve gravidade suficiente, ele reúne mais poeira e outros aglomerados. Eventualmente, o objeto se transforma em um planeta.
Alguns buracos negros têm uma “linha de neve”. Além desta região, as coisas são frias o suficiente para a formação de gelo e coberturas. Na Via Láctea, as condições são tão perfeitas que provavelmente milhares de blanets estão orbitando o buraco negro no centro da nossa galáxia. [9]
1 Buracos negros liberam suas vítimas como curvas
Quando Stephen Hawking anunciou que os buracos negros morrem, outros físicos ficaram entusiasmados em aprender tudo o que pudessem sobre o ciclo de vida do fenômeno. Na época, o maior especialista em buracos negros, Hawking afirmou que os buracos negros evaporam. Mas isso levou a uma pergunta aparentemente sem resposta.
Quando um buraco negro se aproxima do fim da sua vida e se desintegra, o que acontece com toda a matéria que consumiu?
Os matemáticos destamparam os marcadores do quadro branco e fizeram alguns cálculos. Eles concluíram que a “informação” roubada simplesmente desaparece – o que violou cerca de um zilhão de leis sagradas da física. Outra teoria sugeria que a informação vazava de volta para o espaço na forma de curvas. Mas ninguém poderia provar as coisas de qualquer maneira.
Recentemente, os físicos recorreram a computadores avançados e ferramentas matemáticas para resolver o impasse. Eles criaram buracos negros realistas, aceleraram sua evolução e observaram de perto suas mortes. Esta era apenas uma simulação, mas, incrivelmente, correspondia a uma das teorias. Quando os buracos negros se aproximaram do seu fim, a informação vazou deles em curvas. [10]
10 teorias misteriosas sobre o que acontece dentro de um buraco negro
