O sopro da morte de um buraco negro

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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Comentários

  1. Perguntinha: no momento em que um buraco negro se forma, sabemos que há o desequilíbrio entre produção de energia expansiva e a gravidade. Mas como isso ocorre se, com a explosão da estrela, houve perda de massa (que se transformou em energia na explosão que precedeu a contração), massa esta responsável pela gravidade?

    1. O que sobra do núcleo após a explosão da camada externa da estrela ainda precisa ser suficientemente grande para colapsar. Por isso só estrelas muito grandes viram buracos negros.

  4. Desculpe-me Salvador, mas seus textos são longos demais. Você não vai direto aos fatos. É desanimador ficar lendo, lendo, e ficar selecionando o que é interessante nesses longos textos.

    1. Célio, o quanto se vai ler é critério de cada leitor. Evidente que aprecio que todos cheguem ao final, mas sei que alguns se desgarrarão pelo caminho. Juro que tento fazer com que seja interessante e recompensador. Mas respeito que você não goste.

    2. Célio, seja um pouco mais paciente para descobrir a riqueza de informações contida nos textos. De minha parte, ao chegar à última linha, exclamo: Já acabou?

      1. Concordo com o amigo Raimundo, quando o texto acaba eu fico sempre com gosto de quero mais, nunca senti que um texto estava longo demais.

    3. Olha… isso é uma questão de perspectiva, porque da minha perspectiva os textos do Salvador são curtíssimos! O assunto é tão interessante e tratado de uma forma tão simples que até o mais leigo poderia compreender, então se você não gosta dos textos, é um direito seu não gostar Célio, mas acho que não tem nada a ver com os textos, se os textos parecem longos e chatos pra você, mesmo o autor escrevendo da forma mais simples e curta possível um assunto tão complexo, é porque provavelmente você não se interessa tanto pelo assunto, e nesse caso recomendo a coluna de entretenimento, fofocas da TV e etc… e não uma coluna de Astronomia.

    4. Essa geração 140 caracteres… 🙁

      Eu também sou uma das que ficam com aquele gostinho de quero mais em todos os textos do Salvador.

  7. É tanto achismo que transformam essa ciência em um eterno dilema que beira o filosófico. Custa acreditarmos no óbvio? Que alguém criou isso tudo, que tudo é calculado, e que se o buraco negro no centro das galáxias fosse realmente um buraco negro, estrelas cometas não sairiam praticamente da boca deles para migrarem a outros sistemas, e que eles já teriam devorado a galáxia que os circunda a eras… VÃO EXERCITAR O RACIOCÍNIO BANDO DE CIENTISTAS DE QUINTA CATEGORIA.

    2. Emanuel, o achismo científico tem que ser pesquisado, comprovado ou refutado, até que apareça outro. Lembre-se, por exemplo, que os gregos já achavam, achavam, repetindo, que a matéria era constituída de partes muito pequenas, os tais átomos.

    3. Vamos exercitar o SEU raciocinio sr. Lindo Emanuel:
      – Quem falou em achismo? As afirmacoes sao baseadas em estudos observacionais, nao ideais mirabolantes.
      – Falando em achismo, onde esta o seu estudo apontando a existencia de alguem que criou tudo? Achismo maior que esse…
      – Estrelas e cometas nao saem da boca de buracos negros. Eles sao “criados” na periferia (e quando digo periferia nao é a distancia de um bairro a outro) dos buracos negros, pelo mesmo efeito que criou este: gravidade
      – Faltou estudo para afirmar que “já teriam devorado a galáxia que os circunda”. Órbita é o nome para voce procurar no Google. Do mesmo jeito q ha eras a lua nao foi devorada pela terra, nem a terra pelo sol.

      Estude um pouco Antes de arrotar besteiras Sem fundamento algum

      1. Querer discutir ou mostrar algo para crédulos criacionistas sempre vai cair na síndrome do pombo enxadrista, não adianta nada, você explica que tudo é baseado em cálculos e estudos, e ele rebate os argumentos dizendo que são “achismos” e como argumentos ele apresenta o quê? “Achismos!!!”
        Parabéns Campeão, lógica perfeita hein!

        1. I know…
          Ele ja deve ta escrevendo algo parecido em blog de futebol, dizendo como o Criador desviou o chute de fulano de tal e a Bola bateu na trave…

  8. Salvador, se estamos olhando a nossa galáxia de dentro, e ela é absurdamente gigante, imagino que nada produzido pelo homem tenha conseguido sair dela e olhar de fora, certo? Sendo assim, como sabemos qual o formato dela, tamanho, etc?

    1. Certo. Temos de medir as distâncias das estruturas internas e fazer um modelo que extrapole sua forma.

  9. Olá, Salvador! Além de astronomia, gosto muito de ler sobre meteorologia. Por isso, sempre achei uma grande semelhança entre os vórtices ciclônicos e o formato das galáxias espirais. Só que, no caso destes vórtices, eles giram em sentido horário ou anti-horário dependendo se são de baixa ou alta pressão e do hemisfério da terra onde se encontram. Há alguma “regra” que estrutura a direção em que as galáxias espirais giram?

      1. É uma questão interessante, pois nossos polos orientam a direção dos vórtices formados pelas áreas de alta e baixa pressão. Se, no Universo, houver uma distribuição aleatória de galáxias girando em sentido horário ou anti-horário, não haverá nada produzindo influência semelhante. Mas, se elas giram em sentido semelhante ou há áreas em que o giro é para um lado ou para outro, há, decerto, um fator gerador disso.

  10. Também conhecida por QSO B1725-142 — Quasar. A quem interessar possa está aqui nessas coordenadas:17 28 19.9 -14 15 56 .

    Mas, pelas imagens parece mais uma estrela, talvez por causa da distância.
    Parabéns pela interessante matéria Salvador!

  12. Que maravilhoso é o Universo e quantos segredos ainda não nos são permitidos saber… Somos apenas um grão de poeira na imensa obra do Criador.
    Parabéns pela matéria Salvador muito didática.
    Abraço.

  13. Parabéns pela maneira objetiva e didática de explicar algo que poderia ser bem complicado para leigos no assunto, como é o meu caso.

  14. Sou a favor do Universo pulsante de infinitas formações. Em determinado momento um buraco negro colossal ira atrair para si toda matéria e toda informação que há no Universo. O buraco negro, ao se tornar extremamente pequeno por sua autofagia, chegará num momento em que estará tão denso que não podendo mais conter-se só poderá explodir novamente formando um novo Universo. Neste infinitésimo de tempo que antecede este novo BIG BANG, e só neste momento, Deus terá existência, pois terá em si toda a energia e todas as informações necessárias para criar um novo Universo. E não se preocupem com o tempo que isso levará para acontecer, pois o tempo não existe, é uma criação da mente. Sem observador ele não existe.

    1. Esse não é um problema! É um maravilhoso artefato do Universo complexo em que vivemos! Sempre há novas perguntas!

  18. Que legal! Quem ou o que viver na época que Andrômeda tomar todo o céu, um pouco antes da colisão, terá uma visão mais espetacular, ainda, ao olhar para cima. Uma questão que já fazia alguns anos que me intrigava, foi respondida agora, neste post. Como pode um buraco negro ser detectado pela intensa radiação que expele se ele não deixa escapar nada que fique ou vá em seu caminho? Também, outras elucubrações que os textos do Salvador desencadeiam é que poderíamos estar em rota de colisão com um buraco negro, derivado de uma estrela, vindo em direção ao nosso sistema solar, como ocorreu com a Scholz há 70 mil anos atrás. E os buracos brancos, Salvador?

  19. Bom, o que teria dentro de um buraco negro?

    Li uma vez que ele é como uma parede, mas não me faz muito sentido, pois ele parece um ralo…

    E o tanto de matéria que ele engole, vai prá onde?

    Todo ralo tem um cano que manda a água para algum lugar…

  20. Excelente texto “O sopro da morte de um buraco negro”. Parabéns.
    Fiquei com uma dúvida. Os buracos negros são objetos supermassivos. Qual a relação entre a massa e o volume desses objetos, ou em um conceito mais fácil de assimilar e entender, qual seria a massa de um metro cúbico de buraco negro?

    1. A densidade do buraco negro cai conforme sua massa aumenta, porque o volume cresce mais depressa. O nosso buraco negro supermassivo reúne a massa de 4 milhões de sóis em um espaço com cerca de 44 milhões de km de diâmetro.

  21. Salvador, já existe alguma teoria sobre pra onde vai a matéria absorvida pelo buraco negro,(se é que vai pra algum lugar)? Existe algum estágio pós-buraco negro para a matéria?

    Obs: há um pequeno erro no quarto parágrafo, saiu um ‘poden’ ali.

  23. Sensacional esse seu artigo, Salvador, parabéns! Super claro e didático, eu já sabia da existência dos black holes nas galáxias, mas nunca em tanto detalhe e com uma visão tão abrangente e quase ORGÂNICA do seu papel, muito legal mesmo. Agora, fiquei um pouco triste ao pensar no Universo como uma grande esfera negra, com “furos” ou “ralos” mais negros ainda através dos quais a matéria vaza (para onde e para que?) e ao redor desses “ralos”, as galáxias, redemoinhos de espuma brilhante…será que é isso que é tudo que há, Salvador? Já vi fotos do universo, em que os superaglomerados parecem neurônios, uma visão bonita que remete a ver o Universo como uma HiperMente, mas (nessa visão orgânica) esses buracos negros seriam o equivalente a que então, lisossomas num processo autofágico? Ou meras válvulas de pressão geradas pela entropia para que o Universo se torne finalmente uma bolha estabilizada em estado zero? Há alguma coisa que você conheça que possa gerar uma analogia que possamos aplicar, mesmo que parcialmente, para termos uma visão simplificada dessa máquina / estrutura / organismo chamado Universo?

    1. Difícil, fora o fato de que tendemos à diluição total, e os buracos negros devem ser os últimos remanescentes do Universo como o conhecemos hoje…

  24. Salvador…Parabéns pela matéria, mais uma vez !
    Virou lei entrar todos os dias aqui para ler alguma coisa sua…

    Abraços e sucesso

  25. Seria tão bom se os veículos de comunicação dessem mais espaço para colunas como essa, em vez da busca por notícias sensacionalistas e sem graça do nosso dia a dia. Parabéns e obrigado ao colunista por compartilhar um pouco do conhecimento sobre as coisas que realmente importam!

  26. Olá Salvador!

    Um dúvida. Existe alguma pesquisa ou teoria que informe que o inicio de nosso atual universo foi a explosão de um mega buraco negro? Alguém pesquisou a possibilidade de um limite para o buraco negro agregar massa?

    Abç!

  27. Bom dia Salvador Nogueira,
    Como grande parte das pessoas sou curiosa principalmente a tudo que fala do espaço sideral e me questiono de onde viemos e para onde vamos.
    Tenho acompanhado suas reportagens e acho tudo muito interessante.
    Tenho também minhas teorias mas não o seu conhecimento sobre todas as descobertas atuais.
    Quem sabe o que nos espera
    Att.
    Maria da Conceição

  28. Raramente comento, mas preciso fazer uma exceção quando o texto está exemplar. Você se superou nessa matéria, que foi interessantíssima e divertida. Ri da piadinhano fim (pobre Orlando. Pelo menos lá tem a Disney…)

  29. Até lá, são bilhões de anos, precisamos pensar primeiro como colonizar nossos vizinhos de nossa estrela, como a Lua Europa, Enceladus, e até Marte.

    1. Boa sorte colonizando Europa com sua altissima radiacao (exposto “apenas” à radiacao um ser umano nao sobreviveria um dia la) e Enceladus, com seus amenos -200°C.

      Marte ate vai…

    1. “Mais um que deveria por uma melancia no pescoço, ir a um shopping center e ficar fazendo “selfies” para postar nos comentários do BB no facebook…..”

  36. Salvador: Após o buraco negro engolir uma galaxia inteira ou mais de uma, não se tornaria massivo suficente para provocar um novo mini big bang expelindo materia no universo, e refazendo o ciclo da criação de novas galaxias.?Pela atenção meus agradecimentos, parabéns mela matéria.

    1. Especula-se que buracos negros formem outros universos, mas isso independe de matéria adicional caindo neles…

  38. É MESMO. ohhh coitadinhas estão morrendo. nem vou dormir hoje de tanta preocupação ohhhhhhh. que dó que tristeza ohhh que dó que tristeza.

  39. Salvador, bom dia. Parabéns pelo excelente artigo. Como fã do seu blog e apaixonado pelo assunto, na minha “santa” ignorância pergunto:
    Se um buraco-negro vai engolindo a matéria ao seu redor e crescendo, é correto supor que um dia poderá haver um único buraco-negro TITANICO que engula toda a matéria do universo e provocar um novo Big-Bang? (“Viajar na maionese” ainda não paga imposto, certo?) rsrsrsr. Abraços.

    2. Coincidentemente tenho o mesmo pensamento. É uma teoria com possibilidades, baseando-se no processo criativo e de transformação da materia em energia, um ciclo sem cessar.

  42. Todos deveriam ler sobre astronomia, pois diante da grandiosidade do universo, penso que ficaríamos mais humildes!

  44. Prezado Salvador Nogueira
    Vc disse que a Via Láctea tem 200 bilhões de estrelas. Em todas as referências que tive acesso falam em 100 bilhões. Poderia me esclarecer?

  46. Em meio a tantos textos descartáveis e ortograficamente relapsos em grandes portais, inclusive no UoL, ler um bem escrito e de alguém que claramente domina o tema é um deleite. Adorei a matéria.

    Salvador você acha que será possível no futuro bem distante viagens pelo espaço usando “jump drive” como na série Battlestar Galactica? Imagine qualquer ponto do universo a apenas alguns “saltos”….

  49. Salvador, depois de ler todo o texto, só posso dizer: UFA! E aproveito para perguntar: o que você achou do filme Interstellar? Abração!

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