Mensageiro Sideral

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Salvador Nogueira é jornalista de ciência e autor de 11 livros

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O sopro da morte de um buraco negro

Por Salvador Nogueira

No coração da maioria das galáxias, reside um buraco negro gigantesco, com massa equivalente à de milhões de sóis. E agora um trabalho publicado na revista “Science” confirmou uma antiga suspeita dos astrônomos — quando esses objetos são suficientemente ativos, os ventos poderosíssimos emitidos a partir do centro galáctico são mesmo capazes de, com o tempo, dissipar todo o gás circundante. Isso, por sua vez, interrompe a produção de novas estrelas. Em outras palavras, a galáxia envelhece e, no fim das contas, morre.

Concepção artística dos ventos emanados do buraco negro no centro de uma galáxia (Crédito: Nasa)
Concepção artística dos ventos emanados do buraco negro no centro de uma galáxia (Crédito: Nasa)

Galáxias são como Hollywood: basicamente cidades habitadas por estrelas. Nós vivemos em uma que, além de abrigar o Sol e seus planetas (dentre eles a pequenina Terra), também serve de lar para outros 200 bilhões de estrelas distribuídos por seu bojo e seus longos braços espirais. Nós a chamamos de Via Láctea e a vemos no céu como uma faixa mais densa, uma vez que estamos observando-a do lado de dentro. Na direção da constelação de Sagitário, a cerca de 26 mil anos-luz de distância, fica o centro da galáxia, e lá reside um buraco negro imenso, com massa aproximada de 4 milhões de sóis.

Buracos negros são objetos previstos pela relatividade geral, e a ideia por trás deles é simples: qualquer massa comprimida num espaço suficientemente pequeno acabará por gerar um campo gravitacional tão intenso que nem a luz conseguiria escapar de sua superfície. De início, quando o físico alemão Karl Schwarzschild usou a teoria de Einstein para calcular o quanto era preciso esmagar a matéria para chegar a esse extremo, em 1915, as contas não passavam de uma curiosidade — ninguém imaginava que algum mecanismo existente na natureza fosse capaz de produzir tamanha compressão. Mas acontece que ele existe: quando uma estrela de alta massa esgota seu combustível e explode violentamente, seu núcleo é esmagado por seu próprio peso, e nada parece conter o colapso até as últimas consequências. Ao que tudo indica, o que resta do astro se torna um buraco negro.

Mas os objetos criados assim têm a massa comparável a de estrelas grandes, não de milhões de estrelas combinadas. Então, como nascem os buracos negros gigantescos, no centro das galáxias? Ninguém sabe ao certo. É possível que eles comecem como um buraco negro comum e vão engolindo mais matéria ao longo do tempo, até se tornarem gigantes. Alternativamente, eles podem ter nascido antes mesmo que as primeiras estrelas se formassem e, com isso, serviram como uma “âncora gravitacional” para as galáxias surgidas em torno deles. Há astrônomos que favorecem cada uma das hipóteses, e essa controvérsia ainda não está resolvida. Em compensação, todos concordam que todos os buracos negros supermassivos acabam crescendo com o tempo, e isso influencia seu comportamento.

VIZINHANÇA PACATA
Nossa galáxia está cheia de berçários estelares — nuvens de gás onde são gestadas novas estrelas –, e o nosso superburaco negro é relativamente bem comportado, discreto e difícil até de detectar.

Imagem do NuSTAR revela um raro aumento de brilho em Sagittarius A*, o buraco negro do centro da nossa galáxia (Crédito: Nasa)
Imagem do satélite NuSTAR revela um raro pico de brilho de raios X em Sagittarius A*, onde reside o superburaco negro do centro da nossa galáxia. Provavelmente ele estava fazendo um lanchinho nesta hora. (Crédito: Nasa)

Contudo, ao observarem as profundezas do espaço, os astrônomos encontraram algumas galáxias cujo buraco negro central emite doses brutais de radiação — são os quasares. O nome é esquisito, mas não se assuste: um quasar não passa de um buraco negro gigante que está ativo e visível. Só isso. Sua luminosidade é enorme, o que facilita sua descoberta, mesmo a distâncias de bilhões de anos-luz. E, ao que parece, esses núcleos ativos galácticos foram mais comuns no passado cósmico que no presente.

Você pode se perguntar como um buraco negro — objeto que, por definição, não permite que nada escape dele — emite copiosas doses de radiação e se torna luminoso. Afinal, ele não é negro? Sim, ele é. Mas seu entorno, quando cheio de matéria prestes a ser engolida, não é. Um buraco negro supermassivo é um que está no meio de uma suntuosa refeição. Essa matéria no entorno do buraco negro, prestes a cair, conforme é acelerada, emite luz, nas mais variadas frequências. E é essa luz que confere luminosidade ao objeto.

Também é essa radiação que literalmente sopra o gás circundante da galáxia que abriga o buraco negro, cortando efetivamente a produção de novas estrelas. É uma política radical, draconiana, implacável, de controle populacional de uma cidade galáctica — observada agora sendo implementada num quasar chamado PDS 456, a cerca de 2 bilhões de anos-luz de distância.

(ATUALIZAÇÃO, 14h27: Acabo de descobrir que o PDS 456 foi descoberto por um grupo brasileiro! PDS é sigla para Pico dos Dias Survey, e um dos autores da descoberta é o astrofísico Carlos Alberto Torres, que costuma comentar aqui no blog. “Fiquei bastante emocionado com a notícia! É como um filho da gente fazendo sucesso”, disse Beto, via Facebook na página do Mensageiro Sideral!)

MEDIDAS PRECISAS
A equipe internacional encabeçada por Emanuele Nardini, da Universidade de Keele, no Reino Unido, usou os satélites NuSTAR (da Nasa) e XMM-Newton (da ESA) para observar o PDS 456 e pela primeira vez conseguir medir a velocidade, a forma e o tamanho desses ventos emanados de um centro galáctico. E é um negócio impressionante: basicamente um sopro esférico em todas as direções que carrega mais energia a cada segundo do que a emitida por mais de 1 trilhão de sóis combinados. O vento chega a atingir um terço da velocidade da luz. “Agora sabemos que os ventos do quasar contribuem significativamente para a perda de massa numa galáxia, eliminando seu suprimento de gás, que é o combustível para a formação estelar”, disse Nardini, em nota.

Note que o buraco negro supermassivo residente em PDS 456 é cerca de 250 vezes mais massivo que o da nossa Via Láctea, com 1 bilhão de massas solares. Ao que parece, conforme o buraco negro vai crescendo, e engolindo matéria, ele influencia a evolução da galáxia circundante, reduzindo sua produção de novas estrelas. Assim, o objeto central basicamente regula o destino das galáxias. Os pesquisadores acreditam ter flagrado PDS 456 num momento em que ele começou a promover o controle populacional estelar. É o começo do fim para aquela galáxia.

Quanto à nossa, folgue em saber que a morte dela ainda está muito distante. Nosso buraco negro supermassivo ainda é relativamente modesto e não parece estar com fome. Os astrônomos suspeitam que em alguns bilhões de anos, quando a Via Láctea se chocar com a galáxia de Andrômeda, a eventual colisão do superburaco negro de lá com o de cá pode criar um quasar capaz de impor a Lactômeda (a galáxia resultante dessa gloriosa fusão) o temido controle populacional.

Série de imagens mostra como seria a colisão de Andrômeda com a Via Láctea, vista da Terra. Claro, tome essa perspectiva com um grão de sal, porque a última imagem representa o estado da galáxia em 7 bilhões de anos -- quando a Terra provavelmente já não existirá. (Crédito: Nasa)
Série de imagens mostra como será a colisão de Andrômeda com a Via Láctea, vista da Terra. Claro, tome essa perspectiva com uma pitada de sal, porque a última imagem representa o estado da nossa galáxia daqui a 7 bilhões de anos — época em que a Terra muito possivelmente já não existirá e o Sol será apenas um cadáver estelar. (Crédito: Nasa)

O resultado será uma cidade cósmica onde só vivem estrelas velhas. É como se Hollywood se transformasse em Orlando. Mas, àquela altura, nem o Sol, nem a Terra deverão estar por aqui para contar a história.

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