As imagens, detectadas em mar\u00e7o do ano passado, foram analisadas por astr\u00f4nomos e as conclus\u00f5es foram divulgadas nesta quarta-feira.<\/h2>\n\n\n\n
Um telesc\u00f3pio a bordo da Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional captou sinais de um buraco negro “devorando” uma estrela. As imagens, detectadas em mar\u00e7o do ano passado, foram analisadas por astr\u00f4nomos e as conclus\u00f5es foram divulgadas nesta quarta-feira. <\/p>\n\n\n\n
Batizado de MAXI J1820+070, o buraco negro fica relativamente perto da Terra – a 10 mil anos-luz daqui. Os equipamentos da Esta\u00e7\u00e3o Espacial detectaram um imenso jato de luz de raios-x, que chamou a aten\u00e7\u00e3o dos cientistas.<\/p>\n\n\n\n
Depois de analisar o material, os cientistas conclu\u00edram que se tratava de um fen\u00f4meno interessant\u00edssimo: um buraco negro observado em meio a uma explos\u00e3o, uma fase extrema em que ele emite rajadas de energia enquanto absorve um amontoado gigantesco de g\u00e1s e poeira de uma estrela pr\u00f3xima.<\/p>\n\n\n\n
“Muitos milh\u00f5es de buracos negros existem em nossa gal\u00e1xia. N\u00f3s s\u00f3 os vemos quando est\u00e3o em um sistema bin\u00e1rio com outra estrela, uma estrela normal como o nosso sol. Os buracos negros podem puxar material da superf\u00edcie da estrela, acumulando material, pouco a pouco, na forma de um disco – chamado disco de acre\u00e7\u00e3o – ao redor dele”, explica \u00e0 BBC News Brasil a astr\u00f4noma Erin Kara, pesquisadora da Universidade de Maryland e principal autora da descoberta.<\/p>\n\n\n\n
“\u00c0s vezes, ocorre uma instabilidade, e uma avalanche desse material estelar cai no buraco negro, criando uma enorme energia e radia\u00e7\u00e3o, na forma de um jato de emiss\u00e3o de raios-x da regi\u00e3o muito perto do buraco negro, chamado de coroa. Temos agora novos resultados sobre a extens\u00e3o espacial e a evolu\u00e7\u00e3o da coroa e do disco durante uma explos\u00e3o.”<\/p>\n\n\n\n
Detec\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Essa radia\u00e7\u00e3o captada pelos equipamentos da Esta\u00e7\u00e3o Espacial, rastreada pelos cientistas, comprovou-se como oriunda do buraco negro MAXI J1820+070. Astr\u00f4nomos passaram a seguir a pista, detectando “ecos” dessa explos\u00e3o. A jun\u00e7\u00e3o dessas informa\u00e7\u00f5es resultou em novas evid\u00eancias sobre como os buracos negros evoluem durante uma explos\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n
A descoberta foi anunciada em encontro da Sociedade Americana de Astronomia realizado nesta quarta em Washington e \u00e9 a reportagem de capa da revista cient\u00edfica Nature desta quinta-feira.<\/p>\n\n\n\n
Segundo as evid\u00eancias, o buraco negro consome quantidades de material estelar e, enquanto isso ocorre, sua coroa – ou seja, o halo de el\u00e9trons altamente energizados que o circunda – encolhe significativamente. No caso observado, ele caiu de uma extens\u00e3o de cerca de 100 quil\u00f4metros a apenas 10 quil\u00f4metros em pouco mais de um m\u00eas.<\/p>\n\n\n\n Nunca antes tal fen\u00f4meno havia sido identificado pela ci\u00eancia. As evid\u00eancias apontam para o fato de que esse processo seja a chave da evolu\u00e7\u00e3o de um buraco negro. “\u00c9 a primeira vez que observamos esse tipo de evid\u00eancia, de que a coroa est\u00e1 diminuindo durante essa fase da explos\u00e3o”, comenta o astr\u00f4nomo Jack Steiner, do Instituto Kavli de Astrof\u00edsica e Pesquisa Espacial do MIT. “A coroa ainda segue sendo algo bastante misteriosa. Ainda temos uma compreens\u00e3o pequena do que ela \u00e9. Mas agora temos evid\u00eancias de que a evolu\u00e7\u00e3o do sistema \u00e9 baseada na estrutura da pr\u00f3pria coroa.” Quando o buraco negro foi detectado pelos astr\u00f4nomos, em mar\u00e7o do ano passado, logo em seguida eles come\u00e7aram a observar sua intera\u00e7\u00e3o com a estrela pr\u00f3xima. “Ele estava quase completamente desobstru\u00eddo, ent\u00e3o tivemos uma vis\u00e3o muito clara do que estava acontecendo”, afirma Steiner. “Durante nossa observa\u00e7\u00e3o, o buraco negro passou de totalmente inobserv\u00e1vel para uma das fontes mais brilhantes do c\u00e9u. Isto apenas em alguns dias”, conta Kara. O fen\u00f4meno<\/strong> Uma explos\u00e3o do tipo ocorre quando um buraco negro suga enormes quantidades de material de uma estrela pr\u00f3xima. Esse material se acumula ao redor do buraco negro, em um v\u00f3rtice girat\u00f3rio conhecido como disco de acre\u00e7\u00e3o, que pode chegar a milh\u00f5es de quil\u00f4metros de di\u00e2metro. No caso estudado, tratava-se de um buraco negro pequeno, de “apenas” 10 vezes o tamanho do nosso sol. O material nesse disco gira mais rapidamente quanto mais perto do centro est\u00e1. Esta diferen\u00e7a de velocidades gera um atrito, que acaba aquecendo o disco. Esse calor enorme, em uma escala de milh\u00f5es de graus Celsius, provoca verdadeiras avalanches, fazendo com que o g\u00e1s da coroa seja “derramado” no buraco negro central. No caso observado, conforme os cientistas relataram, seria o equivalente a um Monte Everest de g\u00e1s por segundo – o que provocou uma explos\u00e3o que durou o equivalente a um ano. Os pesquisadores passaram a coletar, ent\u00e3o, medi\u00e7\u00f5es precisas da energia e da frequ\u00eancia das emiss\u00f5es de raios-x durante a explos\u00e3o. Notaram que havia dois tipos de f\u00f3tons, os de baixa energia – provavelmente emitidos inicialmente pelo disco – e os de alta energia – aqueles que, ao que parece, interagiram com os el\u00e9trons da coroa. A defasagem entre eles provocou “ecos”. “Agimos de modo semelhante aos morcegos, que usam a ecolocaliza\u00e7\u00e3o para mapear uma caverna escura”, compara a astr\u00f4noma. “Utilizamos, no caso, os ecos de luz para medir a regi\u00e3o pr\u00f3xima ao buraco negro que n\u00e3o pudemos resolver espacialmente com nossos telesc\u00f3pios.” <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
Ao monitorarem essa radia\u00e7\u00e3o, os astr\u00f4nomos observaram que, ao longo de um m\u00eas, a defasagem entre os dois tipos de f\u00f3tons caiu muito. O que sugeria que a dist\u00e2ncia entre a coroa e o disco de acre\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m estaria diminuindo. Ou seja: para evoluir, o buraco negro estava “consumindo” o material do seu halo – constitu\u00eddo basicamente de material estelar. Em outras palavras, o buraco negro estava devorando uma estrela.<\/p>\n\n\n\n
De acordo com Steiner, este foi o primeiro caso inequ\u00edvoco de que uma coroa estava encolhendo enquanto o disco permanecia est\u00e1vel.<\/p>\n\n\n\n
“At\u00e9 ent\u00e3o, s\u00f3 hav\u00edamos observado esse tipo de ‘eco’ de luz em buracos negros supermassivos, de milh\u00f5es ou bilh\u00f5es de massas solares”, completa Kara. “Buracos negros estelares como o J1820 t\u00eam massas muito menores e evoluem muito mais r\u00e1pido. Podemos observar as mudan\u00e7as em uma escala de tempo humana.”<\/p>\n\n\n\n
Ou, dizendo de um modo mais claro: a partir de an\u00e1lises de fen\u00f4menos como este o ser humano consegue, de ponto de vista de um tempo mais palp\u00e1vel, novas pe\u00e7as para o complexo quebra-cabe\u00e7as que tenta explicar a forma\u00e7\u00e3o e o funcionamento do Universo.<\/p>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
“Esse processo ocorre por meio de epis\u00f3dios de acre\u00e7\u00e3o que duram milh\u00f5es de anos”, comenta Kara. “Se quisermos entender como os buracos negros consomem material e afetam seus ambientes, temos de estudar os buracos negros ‘menores’, encarando-os como an\u00e1logos – menores e de evolu\u00e7\u00e3o mais r\u00e1pida.”<\/p>\n\n\n\n
Procurado pela reportagem, o f\u00edsico brasileiro Rodrigo Panosso Macedo, que estuda buracos negros e atua como pesquisador da Universidade Queen Mary de Londres, analisou a import\u00e2ncia da descoberta.<\/p>\n\n\n\n
“Esse sistema em menor escala tem as mesmas caracter\u00edsticas de outros sistemas muito maiores formados por buracos negros supermassivos e discos de acre\u00e7\u00e3o. Buracos negros supermassivos s\u00e3o os que est\u00e3o, em geral, no centro das gal\u00e1xias. No caso, o que esses pesquisadores conseguiram foi monitorar mudan\u00e7as na din\u00e2mica de acre\u00e7\u00e3o de material e emiss\u00e3o de energia em escalas temporais que n\u00f3s conseguimos medir”, comenta ele.<\/p>\n\n\n\n
Assim, o que os astr\u00f4nomos esperam ter feito foi ter estudado uma miniatura do centro de uma gal\u00e1xia, ou seja, compreender um pouco melhor como funciona a evolu\u00e7\u00e3o da gal\u00e1xia.<\/p>\n\n\n\n
O que \u00e9 um buraco negro?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
A exist\u00eancia dos buracos negros foi idealizada pela primeira vez em 1783 pelo ge\u00f3logo brit\u00e2nico John Michel (1724-1793). A teoria acabou ganhando corpo com um texto de 1796 do matem\u00e1tico franc\u00eas Pierre-Simon Laplace (1749-1827).<\/p>\n\n\n\n
Mas s\u00f3 no s\u00e9culo 20 o conceito foi comprovado. Primeiro com a teoria da relatividade de Albert Eintein (1879-1955), depois com uma sucess\u00e3o de teorias e, posteriormente, com evid\u00eancias astron\u00f4micas.<\/p>\n\n\n\n
O mais massivo buraco negro conhecido hoje \u00e9 o que est\u00e1 no centro da gal\u00e1xia NGC 1277. Foi descoberto em 2012 e \u00e9 4 mil vezes maior do que o que existe no centro da Via L\u00e1ctea, a nossa gal\u00e1xia. Isso significa que ele teria uma massa 17 bilh\u00f5es de vezes maior do que a do Sol.<\/p>\n\n\n\n
Por defini\u00e7\u00e3o da NASA, a ag\u00eancia espacial americana, “um buraco negro \u00e9 uma regi\u00e3o no espa\u00e7o onde a for\u00e7a de atra\u00e7\u00e3o da gravidade \u00e9 t\u00e3o forte que nem a luz \u00e9 capaz de escapar”. “A forte gravidade ocorre porque a mat\u00e9ria foi comprimida em um espa\u00e7o min\u00fasculo. Essa compress\u00e3o pode ocorrer no final da vidas e uma estrela”, diz texto divulgado pela ag\u00eancia.<\/p>\n\n\n\n
Como nenhuma luz escapa aos buracos negros, eles s\u00e3o invis\u00edveis. “No entanto, telesc\u00f3pios espaciais com instrumentos especiais podem ajudar aa encontrar buracos negros. Eles podem observar o comportamento de materiais e estrelas que est\u00e3o muito pr\u00f3ximos dos buracos negros”, esclarece a ag\u00eancia.<\/p>\n\n\n\n
Existem tr\u00eas tipos de buracos negros. Os primordiais s\u00e3o t\u00e3o pequenos quanto um \u00fanico \u00e1tomo, mas com a massa de uma gigantesca montanha. O tipo mais comum \u00e9 o de tamanho m\u00e9dio, os chamados estelares – s\u00e3o aqueles cuja massa pode ser at\u00e9 20 vezes maior do que a do Sol e podem caber dentro de uma bola com di\u00e2metro de cerca de 15 quil\u00f4metros.<\/p>\n\n\n\n
Os maiores s\u00e3o aqueles chamados de supermassivos – h\u00e1 evid\u00eancias de que toda grande gal\u00e1xia tenha um deles em seu centro. O buraco negro que existe no centro da Via L\u00e1cta se chama Sagit\u00e1rio A.<\/p>\n\n\n\n
Fen\u00f4meno semelhante em buraco negro gigante<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
No mesmo evento da Sociedade Americana de Astronomia, foi apresentado nesta quarta-feira um outro estudo realizado por astr\u00f4nomos a partir de raras imagens do c\u00e9u captadas em novembro de 2014.<\/p>\n\n\n\n
As cenas tamb\u00e9m evidenciam um buraco negro se “alimentando” de uma estrela – mas, no caso, trata-se de um buraco negro supermassivo, 1 milh\u00e3o de vezes maior do que o Sol, no centro de uma gal\u00e1xia a 300 milh\u00f5es de anos-luz da Terra.<\/p>\n\n\n\n
O astr\u00f4nomo Dheeraj Pasham, pesquisador Instituto Kavli de Astrof\u00edsica e Pesquisa Espacial do Massachusetts Institute of Technology (MIT), nos EUA, e principal autor do estudo, explicou \u00e0 BBC News Brasil um pouco sobre a descoberta, que ser\u00e1 detalhada na edi\u00e7\u00e3o desta semana da revista Science.<\/p>\n\n\n\n
Pasham destacou que a equipe identificou um padr\u00e3o na emiss\u00e3o dos jatos de raio-X – enquanto o buraco negro se dedica a devorar a estrela, a radia\u00e7\u00e3o \u00e9 emitida em pulsos a cada 131 segundos, e estes persistem por 450 dias.<\/p>\n\n\n\n
“Este m\u00e9todo pode ser utilizado para medir a atividade de buracos negros”, resume o cientista.<\/p>\n\n\n\n
“Atualmente, acredita-se que quase todas as gal\u00e1xias cont\u00eam um buraco negro supermassivo em seu centro. Mesmo que esses buracos negros tenham menos de 0,1% da massa de suas gal\u00e1xias hospedeiras, eles parecem, de alguma forma, controlar o crescimento de seus hospedeiros”, explica Pasham. “Portanto, se pudermos entender como os buracos negros supermassivos crescem, podemos usar esse conhecimento para compreender diretamente como as gal\u00e1xias evoluem.”<\/p>\n\n\n\n
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