As 10 novas descobertas bizarras sobre buracos negros

Nada no espaço supera a estranheza de um buraco negro . Os estudiosos mais instruídos lutam para explicar por que a física normal falha ao seu redor ou o que acontece dentro desses monstros que tudo consomem.

Todos os anos, o fenómeno enigmático revela pistas estranhas e assustadoras sobre a sua verdadeira natureza. A reversão do tempo, os buracos negros de um universo morto e o primeiro vislumbre de forças mais fortes do que eles são apenas algumas das descobertas mais recentes.

10 Muitos IMBHs

Os buracos negros de médio porte são o misterioso filho do meio da família. Eles não são tão pequenos quanto os abundantes buracos negros de massa estelar, nem tão grandes quanto os supermassivos. Chamados de IMBHs (buracos negros de massa intermediária), são tão escassos que alguns cientistas os consideram desaparecidos.

Em 2018, seu esconderijo foi revelado. Por razões desconhecidas, os IMBHs espreitam no centro de pequenas galáxias. Assim que os cientistas souberam onde procurar, os raros buracos negros apareceram em enxames .

Normalmente, um buraco negro supermassivo reside no meio de um aglomerado de estrelas. A regra enfraqueceu à medida que mais galáxias anãs foram encontradas girando em torno dos IMBHs. No entanto, com o seu número aumentando, também aumenta a possibilidade de resolver um mistério relacionado.

Os cientistas ainda não conseguem explicar como é que certos buracos negros supermassivos floresceram tão pouco depois do big bang. Até agora, a informação recolhida dos IMBHs apoia as teorias existentes sobre nascimentos supermassivos – eles crescem a partir de IMBHs ou quando nuvens gigantes de gás entram em colapso. Embora isto não resolva o enigma, conta como uma confirmação de que os cientistas estão caminhando na direção certa. ^[1]

9 Objetos misteriosos perto de Sagitário A*

Sagitário A* é o buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia. No início dos anos 2000, dois objetos misteriosos foram descobertos orbitando ao seu redor. Chamados de objetos de classe G, eles se comportavam como nuvens de gás e esperava-se que morressem à medida que se aproximassem do ponto mais próximo de Sagitário A*. Quando eles resistiram, o verdadeiro enigma começou.

As nuvens de gás não sobreviveriam a uma rotação tão próxima de um buraco negro supermassivo. Em 2018, os investigadores encontraram mais três em órbita próxima em torno de Sagittarius A*. A separação dos dados dos últimos 12 anos não conseguiu identificá-los de forma conclusiva como objetos de classe G, mas é provável que seja esse o caso. Eles parecem inchados como gás, mas se comportam como estrelas com massa tremenda.

Isso foi exatamente o que os cientistas pensaram que os dois primeiros provavelmente seriam depois de não morrerem: estrelas. Estrelas em órbita podem parecer estranhas, mas ficam mais incomuns.

Antigamente, eles eram binários (duas estrelas que circulavam uma à outra). No entanto, a gravidade de Sagitário A* fez com que se fundissem violentamente e assumissem uma aparência inchada, o que enganou os cientistas fazendo-os “ver” nuvens de gás. Nada está resolvido, no entanto. Nem todos os objetos têm a mesma órbita, e isso sugere diferentes histórias de criação. ^[2]

8 Buraco Negro mais antigo

A descoberta do buraco negro mais antigo do universo não se trata apenas de idade. Este avô poderia resolver mistérios de longa data sobre a época em que as estrelas se acenderam pela primeira vez.

Encontrada em 2017, a entidade supermassiva formou-se 690 milhões de anos após o big bang . Quando o cosmos tinha apenas 5% da sua idade atual, o buraco negro já tinha 800 milhões de vezes a massa do Sol.

ULAS J1342+0928 está a cerca de 13,1 bilhões de anos-luz da Terra e foi formado durante os primeiros anos do cosmos. Chamado de “época da reionização”, este período específico ocorreu quando as primeiras estrelas evoluíram a partir de íons e da gravidade. A verdadeira causa por trás da reionização permanece sem solução, embora os buracos negros permaneçam suspeitos. ^[3]

Além disso, ninguém consegue explicar como é que puderam tornar-se tão massivos no Universo primitivo. ULAS J1342+0928 pode lançar luz sobre estas questões, mas são necessários mais buracos negros desta época para obter respostas reais. Infelizmente, os buracos negros daquela época são extremamente raros.

7 Buraco negro de crescimento mais rápido

Em 2018, o buraco negro mais faminto entrou no livro dos recordes. Devido ao seu apetite de consumir o equivalente ao Sol da Terra a cada dois dias, é também o que mais cresce. Felizmente, está muito longe. Se este monstro estivesse no centro da Via Láctea, os seus raios X esterilizariam a Terra de toda a vida.

Quando os cientistas descobriram o primeiro brilho, estavam a ver luz emitida há 12 mil milhões de anos. Assim que a fonte foi confirmada como um buraco negro, a sua impressionante massa rapidamente se tornou aparente – cerca de 20 mil milhões de sóis. Os investigadores simplesmente não sabem porque é que este buraco negro em particular está a expandir-se tão rapidamente. ^[4]

O único facto conhecido sobre o seu crescimento torna este buraco tudo menos preto. Devido aos enormes volumes de gás que entra, o atrito e o calor poderiam facilmente ofuscar uma galáxia inteira . Na verdade, milhares de vezes mais. Novamente, se esta aberração espacial residisse no meio da Via Láctea, o brilho faria com que os humanos não vissem nada além de algumas estrelas.

6 Galáxia Oculta

Um único aglomerado de galáxias pode conter centenas ou até milhares de galáxias. Esses aglomerados são considerados as maiores peças do universo . Pode-se pensar que é impossível que um cluster seja escondido por um único objeto espacial. No entanto, foi exatamente isso que um quasar fez.

Este buraco negro supermassivo foi marcado como PKS1353-341 e arquivado como uma entidade solitária na sua região. Em 2018, cientistas do MIT divulgaram uma foto que mostrava a verdade. O quasar estava no centro de um aglomerado de galáxias. O buraco negro era excepcionalmente brilhante e o brilho bloqueava a luz de milhões de estrelas. Nenhuma outra galáxia foi escondida desta forma. ^[5]

Localizado a cerca de 2,4 mil milhões de anos-luz da Terra , o brilho do quasar provavelmente provém de um frenesim alimentar. Acredita-se que o PKS1353-341 consome matéria a uma taxa exponencial, libertando energia suficiente para queimar 46 mil milhões de vezes mais brilhante que o Sol da Terra. Os astrônomos esperam que ele se estabilize em cerca de um milhão de anos.

5 Sistemas Binários

Outro aspecto não resolvido dos buracos negros é que alguns aparecem como binários , ou um par em órbita um ao redor do outro. Esta é uma vida perigosa. Até agora, três casos de colisão de buracos negros foram documentados. Dois foram detectados em 2015 e outro em 2017.

Surpreendentemente, o sinal deste último consistia em ondulações gravitacionais emitidas por uma fração de segundo, a três bilhões de anos-luz de distância. Nenhum dos dois foi destruído, mas sim misturado num único buraco negro maior do que ambos os seus pais .

Esta terceira fusão foi importante para os pesquisadores. Forneceu outro caso de um evento raramente visto e também ajudou a solidificar uma nova ciência observacional em relação às ondas gravitacionais. ^[6]

Quanto à forma como os buracos negros binários se formam, os investigadores consideram dois cenários prováveis. Estrelas binárias podem morrer e deixar para trás buracos negros. Alternativamente, eles se formaram separadamente e só mais tarde se aproximaram um do outro e ficaram ligados gravitacionalmente.

4 Bolha Destruidora da Terra

Em 2018, os físicos acrescentaram outra maneira pela qual os buracos negros poderiam, teoricamente, destruir a Terra. Recentemente, o mundo científico celebrou a descoberta das ondas gravitacionais – um fenômeno que estica e comprime a estrutura da realidade. Parece loucura, mas o fato é que esta também é uma força mortal.

A nova teoria analisou as ondas gravitacionais afastando-se de um evento de colisão de alta energia como uma bolha. Espalhando-se à velocidade da luz, cresce até que alguns pontos se assemelham a superfícies planas. Se duas bolhas colidirem num ponto de superfície plana, o pior cenário sugere que o espaço-tempo provavelmente se concentraria num buraco negro.

Se isso acontecesse perto da Terra, seria catastrófico. Do lado positivo, se pudesse ser chamado assim, ninguém teria uma morte estranha no novo buraco negro. As ondas gravitacionais por trás de sua formação esticariam fatalmente o planeta em pedaços primeiro. ^[7]

3 Um buraco negro banido

Os cientistas sempre consideraram a possibilidade de as galáxias poderem ejetar os seus buracos negros centrais. No entanto, nenhuma prova disso foi encontrada. Então, em 2017, uma galáxia chamada 3C186 surpreendeu .

Resultado de duas galáxias que se fundiram em algum momento no passado, 3C186 deveria ter parecido um pouco confuso. Em vez disso, estava bem definido e estabelecido. A verdadeira surpresa veio quando os pesquisadores procuraram no centro o habitual buraco negro supermassivo. Não havia nada lá.

Quando o encontraram, o buraco negro estava a mais de 35 mil anos-luz do centro. À medida que os dois enxames estelares colidiam, o mesmo acontecia com os seus centros supermassivos. Isso criou um buraco negro do tamanho de um monstro. A fusão provavelmente liberou ondas gravitacionais poderosas o suficiente para ejetar o novo buraco.

Isso não foi pouca coisa. Para afastar o buraco negro, foi necessária uma explosão de energia igual a 100 milhões de supernovas. O que quer que tenha acontecido, proporcionou o primeiro vislumbre de forças mais fortes do que o domínio que os buracos negros exibem sobre os seus territórios .

O gigante único continua a cambalear a uma velocidade vertiginosa. No ritmo atual, o buraco negro pode deixar a galáxia em direção ao espaço aberto em cerca de 20 milhões de anos. ^[8]

2 Possibilidade de reversão de tempo

Um buraco negro é criado quando uma enorme estrela morre e colapsa sobre si mesma. Nesse momento, o evento emite raios gama. Esta última é a força mais brilhante conhecida na natureza e ainda não é totalmente compreendida.

Em 2018, os sinais misteriosos revelaram outra habilidade estranha: eles parecem reverter o tempo . Os cientistas descobriram isso quando estudaram as seis explosões de raios gama mais fortes registradas pela NASA. Cada evento disparou uma onda de luz com uma sequência de pulsos característica. Estranhamente, o raio gama foi então repetido com a sua sequência de pulsos invertida.

Isto pode não parecer estranho, mas nada é normal em torno de um buraco negro. Para alguns físicos, o sinal de retrocesso é um sinal de reversão do tempo. A causa é um mistério completo. ^[9]

Sugestões alternativas olham para o nível mais material da matéria. O raio gama pode estar se movendo através de aglomerados de matéria, o que cria a assinatura. Para reverter isso, o feixe poderia atingir uma superfície espelhada desconhecida em algum lugar ou se comportar de acordo com uma lei física não descoberta.

1 Fantasmas de universos mortos

Em 2018, um físico polêmico afirmou algo espetacular. Roger Penrose já havia levantado a sobrancelha errada entre os neurocientistas quando afirmou que a consciência humana era o resultado da computação quântica . Agora, Penrose acredita que o nosso é o mais recente de uma série de universos. Mais precisamente, que buracos negros de universos mortos podem ser detectados naquele que existe hoje.

Esta teoria depende de algo chamado radiação Hawking. Stephen Hawking sugeriu a famosa sugestão de que os buracos negros eventualmente se desintegram após perderem partículas suficientes. Chamados de grávitons e fótons, eles não têm massa e não experimentam velocidade e tempo convencionais.

Como resultado, quando um universo morre e um novo se forma, cientistas com ideias semelhantes argumentam que estas partículas sobrevivem. A parte detectada é a radiação Hawking, ou a energia que os buracos negros gastaram dissolvendo-se no cosmos desaparecido.

As experiências produziram resultados positivos, o que fortaleceu o apelo de Penrose e dos seus apoiantes para modificar a teoria do big bang. Se estiverem corretos, em vez de uma explosão que formou apenas um cosmos, os universos sucedem-se uns aos outros como bolhas ascendentes. ^[10]