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20 fatos sobre os buracos negros, sugadores de matéria interestelar

Conforme a ciência, buracos negros não refletem luz e seu coração se trata de um lugar de onde nada nem ninguém poderia voltar.

Buracos negros, para quem não sabe, se trata de uma região do espaço da qual nada, nem mesmo partículas que se movem na velocidade da luz, podem escapar.

Para a Teorida da Relatividade Geral, eles seriam espécie de deformação do espaço-tempo, causada após o colapso gravitacional de uma estrela, com uma matéria astronomicamente maciça e compacta.

20 fatos sobre os buracos negros, sugadores de matéria interestelar

O buraco negro recebe esse nome devido ao seu “coração”, como é chamado o centro dessa deformação. Conforme os cientistas, ele não reflete luz e é também um lugar de onde nada nem ninguém poderia voltar.

Intrigante, não? Abaixo você confere outras informações interessantíssimas esses temíveis objetos astronômicos.

Confira 20 fatos incríveis sobre os buracos negros:

1. Buracos negros distorcem o tempo e o espaço ao redor deles

Se você sobrevoar um buraco negro, sua extrema atração gravitacional desaceleraria cada vez mais o tempo e distorceria o espaço.

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Você seria puxado, com cada vez mais intensidade, para dentro dele, se juntando gradualmente ao disco de acreção que circunda o buraco negro (gases, poeira de estrelas, destroços de planetas), que se espiralam para dentro do ralo, em direção ao chamado horizonte de eventos, o “ponto sem retorno”.

Ao cruzar este limite, a força da gravidade tende ao infinito e seria impossível escapar. Se nem a luz consegue, imagine você.

Faça uma viagem simulada aqui:

2. Buracos negros possuem diversos tamanhos, que variam entre “miniatura, medíocre e mamute”

Buracos negros de massa estelar, de tamanho médio, são o tipo mais comum no universo. Eles se formam quando uma estrela em extinção, ou supernova, explode e o núcleo remanescente dela entra em colapso pelo peso de sua própria gravidade. Eventualmente, ela se comprime em uma minúscula singularidade infinitamente densa que forma o centro.

Na verdade, os buracos negros não são realmente buracos, mas pontos de matéria altamente compactada com uma força de gravidade absolutamente descomunal. Os buracos negros de massa estelar normalmente pesam cerca de 10 vezes mais que o nosso Sol, embora os cientistas tenham descoberto alguns que são significativamente maiores.

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Já os buracos negros supermassivos são os maiores do universo, alguns com massas bilhões de vezes superiores à nossa estrela-mãe. Os cientistas não entendem completamente como eles se formam, mas esses gigantes celestiais podem ter aparecido logo após o Big Bang e acredita-se que existam no centro de todas as galáxias do cosmos, mesmo as mais minúsculas.

Nossa galáxia, a Via Láctea, possui um, o famigerado Sagitário A* (ou Sgr A *), que contém a massa de cerca de 4 milhões de sóis. Uau!

Os astrônomos também acreditam na existência de minúsculos buracos negros primordiais formados nos segundos após o Big Bang. Esses mini-ralos ainda precisam ser observados, mas pensa-se que o menor deles pode possuir o tamanho de um mero átomo, mas com uma massa de asteroide! Ah, e o universo poderia estar repleto deles.

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3. Buracos negros famosos

Os buracos negros mais famosos são Cygnus X-1, que emite fontes raio-x a 6.500 anos-luz da Terra, Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea e M87, um monstro cósmico com 3,5 bilhões (!) de massas solares, algo quase inimaginável para a mente humana.

4. Há muitos buracos negros para contar

Acredita-se que a galáxia da Via Láctea abriga cerca de 100 milhões de buracos negros de massa estelar. Com 1 trilhão de galáxias universo afora, segundo levantamento recente da NASA, com cada uma possuindo 100 milhões de buracos negros de massa estelar e um supermassivo no núcleo, existiram, em média, 100 trilhões de buracos negros no universo.

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Isso quer dizer que existem mais buracos negros no universo do que grãos de areia na Terra.

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5. Buracos negros devoram coisas – e regularmente também as cospem

Os buracos negros não são do tipo que vagam pelo universo como predadores famintos, perseguindo planetas e outros corpos celestes para o jantar. Em vez disso, eles se alimentam de material estelar que muito muito perto dele, como uma estrela desafortunada ou um exoplaneta perdido por aí.

A boa notícia é que a Terra está muito, muito longe de qualquer buraco na Via Láctea, e não corremos nenhum risco de sermos sugados. Isso porque os sugadores de matérias regularmente ‘cospem’ aquilo que devoram regularmente.

Isso porque parte da matéria que faz parte do disco de acreção ocasionalmente se desprende da órbita, sendo lançada no espaço a altíssimas velocidades (36 milhões de quilômetros por hora!)

6. Buracos negros supermassivos também dão origem a estrelas e determinam quantas estrelas uma galáxia têm

Da mesma forma que fragmentos do tamanho de planetas são cuspidos do disco de acreção, uma descoberta recente mostra que buracos negros gigantescos às vezes expelem material suficiente para formar estrelas totalmente novas.

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Um novo estudo publicado na revista Nature, sugere que os buracos negros supermassivos não apenas criam novas estrelas, mas controlam quantas estrelas uma galáxia tem, afetando diretamente a rapidez com que o processo de formação de estrelas acontece.

A formação de estrelas, talvez estranhamente, pára mais rapidamente em galáxias com buracos negros menores – de certa forma – no centro.

Saiba mais sobre a formação de estrelas em buracos negros aqui:

7. É possível olhar para o ‘abismo’

O novo Telescópio Event Horizon – equipado com nove dos telescópios de maior resolução do mundo – recentemente tirou fotos pela primeira vez do horizonte de eventos de dois buracos negros.

Um é o nosso próprio Sgr A * e o outro é um buraco negro supermassivo no centro da galáxia Messier, a 53 milhões de anos-luz de distância.

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O abismo existe, e avançar tal fronteira implicaria em um caminho sem volta.

8. Buracos negros “sensates”

Astrônomos na África do Sul recentemente encontraram uma região do espaço onde vários buracos negros supermassivos de várias galáxias diferentes estão alinhados na mesma direção. Ou seja, todas as suas emissões de gases saem como se fossem sincronizadas, prontas para chegarem a um mesmo lugar.

Em outras palavras, é como se alguém tivesse “programado” que eles agissem dessa forma, tamanha a improbabilidade de que algo assim acontecesse.

Teorias atuais não conseguem explicar como buracos negros a até 300 milhões de anos-luz de distância parecem estar atuando em conjunto.

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9. Uma estrela supermassiva implodindo sobre si mesma

Um buraco negro é formado quando uma grande estrela começa a ficar sem combustível e começa a colapsar sob sua própria gravidade.

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Tal estrela pode se tornar uma anã branca ou uma estrela de nêutrons, mas se a estrela for suficientemente massiva, ela pode continuar encolhendo eventualmente até o tamanho de um minúsculo átomo, conhecido como singularidade gravitacional.

Um buraco negro refere-se à região no espaço em que a força gravitacional da singularidade é tão forte que nem a luz consegue escapar de sua força.

10. As leis da Física deixam de ser válidas em seu núcleo

A singularidade no centro de um buraco negro pode encolher até um tamanho menor do que um átomo e, eventualmente, tornar-se um ponto infinitamente pequeno no espaço que contém massa infinita.

Aqui a força gravitacional é tão forte que o espaço-tempo em torno da singularidade é curvado à infinita curvatura; os cientistas estão à procura de uma teoria quântica da gravidade boa o suficiente para explicar o que realmente está acontecendo dentro desses objetos incrivelmente densos.

O físico teórico americano Kip Thorne descreve a singularidade como um “ponto em que todas as leis da física se desmoronam”.

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11. Buracos negros distorcem o espaço-tempo

A massa de um buraco negro é tão densa e a gravidade de sua singularidade é tão forte que, de acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, na verdade distorce-se o espaço-tempo em torno dela e nem mesmo a luz pode escapar.

O limite além do qual a luz não pode escapar da gravidade do buraco negro é conhecido como o horizonte de eventos, enquanto seu raio é chamado raio de Schwarzschild.

12. Objetos parecem “congelar” quando se aproximam de um buraco negro

Para um observador externo com um telescópio, um objeto passando pelo horizonte de eventos parecerá desacelerar e então “congelar” no tempo sem parecer passar pelo horizonte de eventos. Isso ocorre porque a luz leva mais tempo para escapar da atração gravitacional do buraco negro e os sinais luminosos não alcançam o espectador por um tempo infinitamente longo.

Com o passar do tempo, a luz torna-se vermelha e some à medida que seu comprimento de onda se torna mais longo, desaparecendo da visão do observador à medida que ele se transforma em radiação infravermelha, depois em ondas de rádio.

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13. Uma pessoa caindo em um buraco negro seria “espaguetificada”

Se uma pessoa fosse capaz de sobreviver tempo suficiente para descrever a queda em um buraco negro, ele inicialmente experimentaria a ausência de peso ao cair em queda livre, mas então sentiria intensas forças gravitacionais à medida que se aproximasse do centro do buraco negro.

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Em outras palavras, se seus pés estivessem mais próximos do centro do que sua cabeça, então ele sentiria um puxão mais forte até que ele finalmente fosse esticado e rasgado. À medida que cai, ele poderia observar imagens distorcidas enquanto a luz se inclina ao seu redor, e ele ainda será capaz de ver além do buraco negro, enquanto a luz continua a alcançá-lo do lado de fora.

14. Os Buracos de Minhoca são semelhantes aos Buracos Negros

Um buraco de minhoca atravessável, conhecido alternativamente como um buraco de minhoca Lorentziano, buraco de minhoca de Schwarzschild ou ponte de Einstein-Rosen, é uma abertura teórica no espaço-tempo que permite um “atalho” através do espaço intermediário em outro local no Universo.

No entanto, os buracos de minhoca externos podem compartilhar muitas das características geralmente associadas a um buraco negro – a semelhança entre eles é notável na Física.

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15. John Mitchell desenvolveu a Teoria dos Buracos Negros em 1783

John Michell (1783) e Pierre-Simon Laplace (1796) foram os primeiros a propor o conceito de “estrelas escuras” ou objeto que, se comprimido em um raio pequeno o suficiente, teria uma velocidade de escape que excederia até a velocidade da luz.

Mais tarde, o termo “estrela congelada” foi usado para descrever a última fase do colapso gravitacional de uma estrela, quando a luz incapaz de escapar de sua superfície faria a estrela parecer congelada no tempo para um observador. No século 20, John Wheeler acabou por cunhar a frase “buraco negro”, pois o objeto absorve toda a luz que a atinge enquanto não reflete nada.

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16. Buracos negros acabam por se dissipar com o tempo

Os físicos agora acreditam que os buracos negros realmente irradiam um pequeno número de partículas principalmente de fótons e, portanto, podem perder massa, encolher e finalmente desaparecer com o tempo.

Este processo de evaporação não verificado é conhecido como “Radiação Hawking”, do professor Stephen Hawking, que teorizou a sua existência em 1974. No entanto, é um processo incrivelmente lento e apenas os menores buracos negros teriam tempo para evaporar significativamente durante os 14 bilhões de anos de existência do universo.

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Professor Stephen Hawking

17. Buracos negros podem gerar novos universos

Pode parecer loucura que buracos negros possam gerar novos universos – especialmente porque não temos certeza de que existam outros universos – mas a teoria por trás disso é um campo ativo de pesquisa hoje.

Uma versão muito simplificada de como isso funciona é que nosso universo hoje, quando você olha para os números, possui algumas condições extremamente convenientes para que a vida pudesse florescer. Se você alterasse essas condições, mesmo que só um pouquinho, não estaríamos aqui.

A singularidade no centro dos buracos negros quebra nossas leis-padrão da física e poderia, em teoria, alterar essas condições e gerar um novo universo ligeiramente diferente. Alô, alô, multiversos!

18. Buracos negros são as fábricas mais avançadas de energia no universo

Os buracos negros podem gerar energia de forma mais eficiente que o nosso Sol.

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A maneira como isso funciona tem a ver com o disco de matéria que orbita em torno deles. A matéria mais próxima da margem do horizonte de eventos na borda interna do disco orbitará muito mais rapidamente que o material na borda mais externa do disco. Isso ocorre porque a atração gravitacional é mais forte perto do horizonte de eventos.

Como o material está em órbita e se move muito rapidamente, ele aquece até bilhões de graus Fahrenheit, que tem a capacidade de transformar esta massa de matéria em energia, a chamada radiação de corpo negro.

Para comparar, a fusão nuclear converte cerca de 0,7% de massa em energia. A condição em torno de um buraco negro converte 10% da massa em energia. Essa é uma grande diferença! Cientistas propuseram que esse tipo de energia poderia ser usada para abastecer naves interestelares no futuro.

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19. Buracos negros retardam o tempo

O tempo desacelera quando você alcança o horizonte de eventos – o ponto sem retorno.

Para entender por que, vamos imaginar um experimento duplo que é frequentemente utilizado para explicar como o tempo e o espaço trabalham juntos na teoria da relatividade geral de Einstein:

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Um gêmeo fica na Terra enquanto o outro viaja rumo a um horizonte de eventos à velocidade da luz; após, vira-se e volta para casa. O gêmeo que viajou pelo espaço é significativamente mais jovem, porque quanto mais rápido você se move, mais lento o tempo passa para você.

Quando você alcança o horizonte de eventos, você está se movendo a velocidades extremamente altas, devido à forte força gravitacional do buraco negro, que o tempo diminuirá.

20. Você não pode ver diretamente um buraco negro

Como um buraco negro é de fato “preto” – nenhuma luz pode escapar dele – é impossível para nós visualizarmos o buraco diretamente através de nossos instrumentos, não importa que tipo de radiação eletromagnética você use (luz, raios-X, seja qual for).

A chave é olhar para os efeitos causados pelo buraco no espaço próximo, aponta a NASA. Digamos que uma estrela fique perto demais do buraco negro, por exemplo.

O buraco negro naturalmente puxará a estrela e a rasgará em pedaços, sem cerimônia. Quando a matéria da estrela começa a ser sugada em direção ao buraco negro, ela fica mais rápida, mais quente e brilha intensamente nos raios-X.

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E então, caro leitor, você tinha ideia de que poderia existir tanta informação curiosa sobre os buracos negros? Qual delas mais chocou você? Não deixe de comentar e de compartilhar esse post com seus amigos curiosos!

E, falando sobre coisas estranhas que acontecem fora da Terra, você precisa conferir ainda: 7 indícios de que não estamos sozinhos no Universo.

Fonte: Curisidades Nota 10, Scientific American, Space.com, The University of Maine

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