A GRAVIDADE DA QUESTÃO
A chave para entender os buracos negros é a gravidade, essa força tão difícil de explicar e fácil de sentir — basta um tropeço para você descobrir que está sendo atraído constantemente para o centro da Terra. É a gravidade que mantém o planeta coeso e também é ela que faz com que o Sol seja uma bola de gás, em vez de uma nuvem difusa. Quanto mais matéria reunida num lugar só, mais gravidade.

EQUILÍBRIO DE FORÇAS
O Sol é bem maior que a Terra, e por isso sua gravidade é mais intensa. Seu interior é tão comprimido que faz com que os átomos grudem uns nos outros — gerando energia no processo. É o que o faz brilhar. E é também o que mantém sua estabilidade. Enquanto a gravidade tenta esmagá-lo, a energia gerada em seu núcleo faz o esforço inverso, “inflando-o”.

FIM DE JOGO
Só que uma hora o combustível acaba, e a gravidade passa a agir desimpedida. No caso do Sol, depois que ele “morrer”, em mais uns 5 ou 6 bilhões de anos, o que restar dele será comprimido radicalmente, contido apenas por um limite de compactação que a própria matéria impõe. Nossa estrela terminará seus dias como um cadáver que os astrônomos chamam de anã branca.

VELOZES E FURIOSAS
Contudo, há no Universo estrelas bem maiores que o Sol. Elas terminam suas vidas em enormes explosões: as supernovas. E o que resta da detonação é comprimido de tal forma pela gravidade que supera o limite de compactação da matéria. Aí os elétrons caem nos prótons e temos um imenso átomo gigante só feito de nêutrons — uma estrela de nêutrons.

SEM LIMITE
Só que existem estrelas ainda maiores. E, nesses casos extremos, não há força conhecida que impeça a gravidade de ir às últimas consequências, comprimindo a matéria num espaço infinitamente pequeno. Eis aí um buraco negro. A despeito da pompa, ele é só uma estrela que foi esmagada até caber num espaço menor que a cabeça de um alfinete.

A coluna “Astronomia” é publicada às segundas-feiras, na Folha Ilustrada.

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O objetivo principal da espaçonave não-tripulada, lançada em 1999, era capturar fragmentos desprendidos do cometa Wild 2, visitado em 2004, e trazê-los de volta à Terra. Contudo, até chegar lá, a sonda também seria usada numa tentativa de colher pequenos grãos de poeira que vagam pelo espaço, vindos de fora do Sistema Solar.

As partículas eram colhidas por uma substância especial chamada de aerogel, que as freava lentamente, em vez de permitir sua desintegração no contato. Uma cápsula foi trazida de volta à Terra em 2006 com as preciosas amostras.

E desde então começou o penoso processo de encontrar as tais partículas. Pense bem, não é fácil. Estamos falando de um grãozinho medido em micrômetros (milésimos de milímetro). Para encontrá-los, foi preciso tirar literalmente milhões de fotos do aerogel, a diferentes profundidades (como se ele fosse fatiado), e procurar por trilhas deixadas pelo grão na entrada.

Para executar essa tarefa num tempo menor que algumas centenas de anos, os pesquisadores tiraram da cartola um truque usado primeiramente pelos cientistas dedicados à busca por inteligência extraterrestre: computação distribuída com a colaboração do público. No projeto Stardust@Home, voluntários do mundo inteiro podiam participar, analisando imagens do aerogel e marcando possíveis traços de partículas.

Para que se tenha uma ideia da eficácia da estratégia, 69 dos 71 sinais de partículas analisados agora foram encontrados pelo público, contra 2 dos próprios pesquisadores.

ANÁLISE
Uma vez identificados, era preciso analisá-los. Após a peneiragem, somente sete permaneceram como candidatos promissores a grãos de poeira interestelar. A maioria, em contraste, continha grande quantidade de alumínio, o que indicava que provavelmente eram lasquinhas da própria espaçonave que entraram no aerogel após impactos com micrometeoritos.

Dos sete, três eram de fato grãos na gelatina, e outros quatro eram partículas que deixaram microcrateras na moldura de alumínio que sustentava as células de aerogel. Todas deixaram sinais de sua composição química, que permitiram concluir que não se tratavam de grãos originários do Sistema Solar e que sua composição era mais variada do que antes se imaginava.

As duas maiores partículas pareciam ter uma composição fofa, similar à de um floco de neve, o que foi uma surpresa. Modelagens da poeira interestelar sugeriam que elas deviam ser pequenas e densas, diferentes do que foi observado. Outra surpresa foi encontrar sinais de enxofre em três das partículas que perfuraram o alumínio — alguns astrônomos acreditavam que compostos sulfúricos não deviam ocorrer em grãos de poeira interestelar.

“Quase tudo que sabíamos sobre poeira interestelar veio de observações astronômicas”, diz Andrew Westphal, físico da Universidade da Califórnia em Berkeley e primeiro autor do trabalho que reportou a descoberta, publicado na edição desta semana da revista “Science”. “A análise dessas partículas capturadas pela Stardust é nossa primeira olhada na complexidade da poeira interestelar, e a surpresa é que cada uma das partículas é bem diferente das demais.”

Os pesquisadores ficam agora divididos entre aprofundar os estudos — que resultariam na destruição das amostras — e desenvolver técnicas que garantam que vai valer a pena levar isso a cabo. “Essas partículas são tão preciosas. Temos de pensar com muito cuidado sobre o que vamos fazer com cada uma delas.”

Especula-se que esse material seja produzido em estrelas quando elas esgotam seu tempo de vida, explodindo como supernovas ou dissipando sua atmosfera após passarem um tempo “inchadas” como gigantes vermelhas. É aí que elementos como carbono, nitrogênio e oxigênio são espalhados pelo espaço e acabam reaproveitados na formação de novas estrelas e novos sistemas planetários.

Há 4,6 bilhões de anos, a nuvem de gás que deu origem ao Sol e a seus planetas estava cheia desses grãos de poeira interestelar. Os átomos que estão em seu corpo agora, naquela época, estavam espalhados em grãozinhos como esses. De fato, como dizia Carl, somos todos poeira de estrelas…

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Também pudera. As supernovas estão entre os eventos mais violentos do universo. Apesar do nome bonito, elas são basicamente uma explosão descontrolada que faz uma bomba atômica parecer um foguete de festa junina.

Elas acontecem quando uma estrela maior que o Sol (com pelo menos 8 vezes mais massa) esgota seu combustível. É a fusão nuclear que acontece em seu núcleo que mantém a estrela estável, gerando energia de dentro para fora e contrabalançando a ação da gravidade, que age de fora para dentro. Uma vez que acaba o combustível, a fusão cessa, e a gravidade passa a trabalhar sozinha, comprimindo o astro violentamente.

O efeito rebote leva à expulsão das camadas superiores da estrela em alta velocidade. Neste momento, a emissão de energia ultrapassa 100 milhões de bilhões de vezes à do Sol. Por alguns instantes, uma supernova pode ser mais brilhante que sua galáxia inteira, com centenas de bilhões de estrelas emitindo luz ao mesmo tempo.

Deu pra entender o tamanho do troço, né? Pois é, a turma liderada por Tomo Sashida e Tomoharu Oka, da Universidade Keio, no Japão, fez diversas observações em rádio para medir as propriedades da supernova W44. Localizada a cerca de 10 mil anos-luz da Terra, na direção da constelação da Águia, ela explodiu entre 6.500 e 25.000 anos atrás. Certamente foi vista na época por nossos ancestrais, embora não haja registro arqueológico dela em lugar nenhum.

Como a W44 está perto de uma nuvem de gás próxima, os pesquisadores conseguem detectar o avanço da onda de choque gerada pela supernova e medir sua velocidade. Além da onda principal, viajando a 46 mil km/h, eles viram uma outra nuvem molecular gasosa viajando a 360 mil km/h! Eles confessam não fazer ideia da origem dessa outra nuvem ultrarrápida.

Esses números ajudam a entender a grandiosidade de uma explosão de supernova. Definitivamente não é bom estar por perto de uma detonação dessas. Por outro lado, não podemos reclamar. Não fossem elas, não existiriam os átomos pesados que fazem parte de nós hoje. Você pode nunca ter visto uma supernova, mas tem um monte de átomos em seu corpo que foram originalmente forjados em uma.