Uma nova animação da NASA destaca o “super” em buracos negros supermassivos. Esses monstros se escondem nos centros da maioria das grandes galáxias, incluindo a nossa própria Via Láctea, e contêm entre 100.000 e dezenas de bilhões de vezes mais massa do que o nosso sol.
“Medições diretas, muitas feitas com a ajuda do Telescópio Espacial Hubble, confirmam a presença de mais de 100 buracos negros supermassivos”, disse Jeremy Schnittman, teórico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “Como eles ficam tão grandes? Quando as galáxias colidem, seus buracos negros centrais eventualmente podem se fundir também.”
Em 2019 e 2022, uma rede planetária de observatórios de rádio chamada Event Horizon Telescope produziu, respectivamente, as primeiras imagens dos buracos negros gigantes nos centros de M87 e da Via Láctea. Eles revelaram um anel brilhante de gás orbital quente em torno de uma zona circular de escuridão.
Qualquer luz que cruze o horizonte de eventos – o ponto sem retorno do buraco negro – fica presa para sempre, e qualquer luz que passe perto dela é redirecionada pela intensa gravidade do buraco negro. Juntos, esses efeitos produzem uma “sombra” com cerca de duas vezes o tamanho do horizonte de eventos real do buraco negro.
A nova animação da NASA mostra 10 buracos negros superdimensionados que ocupam o centro do palco em suas galáxias hospedeiras, incluindo a Via Láctea e M87, dimensionados pelos tamanhos de suas sombras. Começando perto do sol, a câmera recua constantemente para comparar buracos negros cada vez maiores com diferentes estruturas em nosso sistema solar.
A primeira é 1601+3113, uma galáxia anã que hospeda um buraco negro com a massa de 100.000 sóis. A matéria é tão comprimida que até a sombra do buraco negro é menor que o nosso sol.
O buraco negro no coração de nossa própria galáxia, chamado Sagitário A* (pronuncia-se ay-star), possui o peso de 4,3 milhões de sóis com base no rastreamento de longo prazo de estrelas em órbita ao seu redor. Seu diâmetro de sombra abrange cerca de metade da órbita de Mercúrio em nosso sistema solar.
A animação mostra dois buracos negros monstruosos na galáxia conhecida como NGC 7727. Localizados a cerca de 1.600 anos-luz de distância, um pesa 6 milhões de massas solares e o outro mais de 150 milhões de sóis. Os astrônomos dizem que o par se fundirá nos próximos 250 milhões de anos.
“Desde 2015, observatórios de ondas gravitacionais na Terra detectaram fusões de buracos negros com algumas dezenas de massas solares, graças às pequenas ondulações no espaço-tempo que esses eventos produzem”, disse o astrofísico de Goddard, Ira Thorpe. “A fusão de buracos negros supermassivos produzirá ondas de frequências muito mais baixas que podem ser detectadas usando um observatório espacial milhões de vezes maior do que seus equivalentes terrestres”.
É por isso que a NASA está colaborando com a ESA (Agência Espacial Européia) para desenvolver sua missão LISA, a Laser Interferometer Space Antenna, com lançamento previsto para a próxima década. O LISA consistirá em uma constelação de três espaçonaves em um triângulo que dispara feixes de laser para frente e para trás por milhões de quilômetros para medir com precisão suas separações. Isso permitirá a detecção de ondas gravitacionais passageiras da fusão de buracos negros com massas de até algumas centenas de milhões de sóis. Os astrônomos estão explorando outras técnicas de detecção para lidar com fusões ainda maiores.
Na escala maior da animação está o buraco negro de M87, agora com uma massa atualizada de 5,4 bilhões de sóis. Sua sombra é tão grande que mesmo um feixe de luz – viajando a 670 milhões de milhas por hora (1 bilhão de quilômetros por hora) – levaria cerca de dois dias e meio para atravessá-la.
O filme termina com TON 618, um dos poucos buracos negros extremamente distantes e maciços para os quais os astrônomos têm medições diretas. Este gigante contém mais de 60 bilhões de massas solares e possui uma sombra tão grande que um feixe de luz levaria semanas para atravessá-la.
Publicado em 08/05/2023 10h41
Artigo original: