O que são buracos negros ‘encobertos’?
Buracos negros encapuzados são essencialmente buracos negros em sua infância, que são “encobertos” sob grandes quantidades de detritos espaciais e gases.
Buracos negros têm sido um tema quente entre a comunidade científica há décadas. Se a comunidade científica tivesse seu próprio twitter, # blackholes4eva seria uma hashtag de tendências nos próximos anos. Isso se justifica, é claro, porque nos últimos vinte anos, fizemos trancos e barrancos em termos de nossa compreensão dos buracos negros. De ser uma teoria científica obscura deixada para as reflexões dos escritores de ficção científica, agora temos evidências pictográficas da existência de buracos negros. Além disso, descobrimos o que chamamos de buracos negros ‘encobertos’. Por definição, eles não deveriam ser encontrados, mas nós os achamos todos iguais!
A primeira imagem de um buraco negro (Crédito da foto: Event Horizon Telescope / Wikimedia Commons)
Buracos negros encobertos são basicamente buracos negros obscurecidos. Eles estão em um estágio inicial da vida e obscurecidos por uma densa nuvem de gás. Eventualmente, à medida que crescem, eles consomem a espessa cortina de gás e ficam à vista de todos como um buraco negro supermassivo maduro.
Essa é a versão simples, sucinta e de jantar da resposta. No entanto, a vida de um buraco negro de camuflado a supermassivo é um pouco mais complicada do que isso.
Formação de um buraco negro
Um buraco negro é geralmente o resultado da morte de uma estrela. Uma estrela perde o combustível que a mantém em chamas e a atração gravitacional em seu núcleo se torna demais para ela suportar. Eventualmente, a estrela entra em colapso e forma uma região de densidade quase infinita conhecida como buraco negro.
A morte de uma estrela pode levar à formação de um buraco negro (Crédito da foto: Nasa.gov)
No entanto, esse é apenas um dos cenários. Há evidências que sugerem que os buracos negros e as primeiras estrelas coexistiam no começo do universo. Certos buracos negros são tão grandes que precisariam estar presentes perto do início para ter tempo suficiente para crescer até o tamanho atual. Esses buracos negros têm massas acima de um bilhão de vezes a do nosso sol e são popularmente conhecidos como buracos negros supermassivos. Ninguém sabe com certeza como os primeiros buracos negros surgiram, mas uma teoria popular sugere que logo após o Big Bang, havia bolsões de densidade extremamente alta que entraram em colapso gravitacional, levando à criação dos primeiros buracos negros do universo.
Ainda outra teoria da formação de buracos negros supermassivos sugere que, quando o universo estava em sua infância, buracos negros menores coalesciam no centro das galáxias para formar seus irmãos supermassivos. Esse é talvez o único meio realista pelo qual esses gigantes celestes cresceram para o tamanho de “supermassivos”.
Buracos negros supermassivos são encontrados no centro das galáxias e podem pesar mais de um bilhão de massas solares (Crédito da foto: Wikimedia Commons)
Esses gigantescos buracos negros puxam todas as formas de detritos e gás das áreas circundantes em direção ao seu centro gravitacional. Assim como a água que escorre pelo ralo do banheiro, os destroços rodopiam em direção ao centro desse ralo galáctico. O redemoinho cria uma espécie de disco de gás e detritos ao redor do buraco negro chamado disco de acúmulo. Esses discos de acúmulo são responsáveis por um dos fenômenos mais brilhantes do universo – quasares.
O que são quasares?
Quasares são objetos relativamente compactos com grandes luminosidades. Na verdade, eles são os objetos mais brilhantes do universo, além de algumas das supernovas mais poderosas. A palavra quasar vem do acrônimo QSO, que é a abreviação de “Quasi-Stellar Object”, pois seu brilho faz com que se pareçam com estrelas. A poderosa luminosidade vem da intensa luz e energia gerada pelo atrito entre os detritos do disco de acreção de buracos negros supermassivos enquanto ele gira, eventualmente caindo no buraco negro. Normalmente, essas fortalezas de luminescência são pelo menos cem vezes mais brilhantes que as galáxias hospedeiras. O que levanta a questão – por que não podemos ver quasares como vemos estrelas no céu noturno? Se esses objetos são os objetos mais brilhantes do universo, o que os impede, como Rihanna colocaria, “brilhando como um diamante”?
Apesar de serem os objetos mais brilhantes do universo, é difícil ver quasares, pois estão muito longe (Crédito da foto: Flickr)
Essa aparente invisibilidade ocorre porque os quasares não são apenas os objetos mais brilhantes do universo, mas também alguns dos mais distantes. Os mais próximos estão a pelo menos alguns bilhões de anos-luz da Terra; portanto, por mais brilhantes que sejam, eles só podem ser observados através de telescópios como um leve brilho no céu. Além disso, os detritos e o gás que criam o quasar também criam uma espécie de ‘capa’ à sua frente que impede uma parte significativa da luz de passar por ele. Isso nos leva ao nosso tópico principal em questão, os buracos negros ‘encobertos’.
O que são buracos negros ‘encobertos’?
Buracos negros supermassivos em sua infância, quando ainda estão devorando a densa cortina de gás em sua vizinhança, agitando detritos e criando enormes discos de acreção que levam à formação de quasares, são chamados de buracos negros ‘encobertos’. Eventualmente, esses buracos negros terão consumido a totalidade do véu gasoso que os oculta, e os quasares queimarão todo o combustível que os abastece; os buracos negros se transformarão na imagem estereotipada que temos em nossa mente. Os buracos negros encapuzados têm se destacado nas notícias recentemente, depois que o telescópio Chandra X-Ray da NASA descobriu o que talvez seja o mais antigo buraco negro já observado. A bilhões de anos-luz de distância, escondida atrás de uma capa impenetrável de gás, Chandra descobriu um buraco negro que é apenas 6% mais novo que a idade do universo. Isso tem cerca de 13 bilhões de anos!
Telescópio de raios X Chandra da NASA (Crédito da foto: NASA / Wikimedia Commons)
É extraordinariamente raro observar um quasar na fase oculta, pois os instrumentos científicos atuais acham quase impossível detectá-los. Chandra encontrou este quasar, chamado PSO167 – 13, quase por acidente. Eles nem estavam procurando buracos negros ocultos com bilhões de anos. A descoberta do PSO167 foi pura sorte.
A descoberta foi liderada por Fabio Vito, membro da Pontifícia Universidade Católica do Chile, em Santiago, Chile. O PS0167-13 foi um dos nove quasares que a equipe estava observando, assumindo que todos estavam sem roupa. Eles observaram PS0167-13 por cerca de 16 horas. No final, eles descobriram que apenas três fótons de raios X de alta energia haviam retornado deste buraco negro. Por meio dessa observação, a equipe de cientistas inferiu que se tratava de um buraco negro encoberto, pois a capa gasosa absorveu todos os raios-X de baixa energia e deixou apenas os raios de alta energia passarem.
Um buraco negro em um estágio tão inicial de seu desenvolvimento é uma descoberta incrível. Observá-lo ainda mais intensamente ao longo dos anos fornecerá aos cientistas uma visão significativa dos primeiros dias do universo, e certamente será emocionante ver o que eles descobrem!
Referências:
- Universidade de Tecnologia de Swinburne
- Universidade de Cornell
- Observatório de Raios-X Chandra
- NASA
- Space.com
