Buraco Negro
O que é um buraco negro ?
Buracos negros são uma região do espaço com um campo gravitacional tão intenso que nem mesmo a luz consegue escapar de dentro dele. Depois de formados, a gravidade na região do buraco negro é tão forte que toda matéria atraída por ele é comprimida até ser destruída.
Antes da descoberta, os buracos negros eram retratados apenas por meio de animações e concepções artísticas. Uma das concepções artísticas que mais chegou próxima da realidade foi feita pela direção de arte do filme Interestelar por meio de cálculos feitos pelo físico Kipp Thorne, sob a direção de Christopher Nolan.
Quando um buraco negro atrai para si o conteúdo gasoso da atmosfera de uma estrela próxima, esse gás ganha grande aceleração centrípeta em torno do centro de massa do buraco negro. Com o aumento de velocidade de rotação, é formado o disco de acreção. O gás presente nas estrelas está repleto de cargas elétricas, que, quando aceleradas, produzem ondas eletromagnéticas de todos os comprimentos de onda possíveis, inclusive a luz visível. Dessa forma, em volta de um buraco negro em atividade, deve ser possível observar regiões muito luminosas, de formatos complexos, pois a grande gravidade local deforma o caminho percorrido pela luz emitida pelos gases em rotação.
Considerando que até mesmo a luz é sugada, a presença de um buraco negro é constatada pelas consequências gravitacionais observáveis em seus arredores, especialmente pelas mudanças de órbitas de corpos celestes próximos, que passam a ser atraídos para o buraco negro.
Em teoria, somente algo que se movesse em uma velocidade superior à velocidade da luz conseguiria resistir ao campo gravitacional de um buraco negro. Por esse motivo, não é possível saber ao certo o que acontece com a matéria que é sugada.
Como se forma um buraco negro ?
Os buracos negros são formados a partir de colapsos gravitacionais de corpos celestes. Esses fenômenos ocorrem quando a pressão interna de um corpo (geralmente estrelas) é insuficiente para manter sua própria massa. Assim, quando o núcleo da estrela entra em colapso devido à gravidade, o corpo celeste explode liberando enormes quantidades de energia em um evento conhecido como supernova.
Durante uma explosão de supernova, em uma fração de segundo, toda a massa da estrela é espremida em seu núcleo enquanto se move a cerca de 1/4 da velocidade da luz (é nesse momento que os elementos mais pesados do universo são criados).
A explosão produzirá então uma estrela de nêutrons, ou, se a estrela for grande o suficiente, o resultado será a formação de um buraco negro cuja quantidade astronômica de massa concentrada produz o referido campo gravitacional. Entre elas, a velocidade de escape (a velocidade que certas partículas ou radiações precisam para resistir à atração) deve ser pelo menos maior que a velocidade da luz.
Tipos de buracos negros
Existem dois tipos de buraco negro: os estelares e os supermassivos. O buraco negro estelar é produto final da morte de uma estrela massiva, com pelo menos 15 vezes mais massa do que o Sol. Essas estrelas vivem menos que o Sol e, quando explodem, são chamadas de supernova. No final da explosão, o que sobra pode virar um buraco negro ou um pulsar, que é uma estrela de nêutrons rodando rapidamente. As mais massivas viram buracos negros.
O físico teórico alemão Albert Einstein formulou um conjunto de hipóteses relacionadas à gravitação que serviram como base para o surgimento da física moderna. Esse conjunto de ideias recebeu o nome de Teoria da Relatividade Geral, no qual o cientista fez diversas observações inovadoras acerca dos efeitos gravitacionais dos buracos negros.
Para Einstein, os buracos negros são “deformações no espaço-tempo causadas pela quantidade massiva de matéria concentrada”.
Mas, para entender melhor do que se trata um buraco negro é preciso entender alguns conceitos.
Segundo a teoria de Einstein, a força da gravidade seria uma manifestação da deformação no espaço-tempo causada pela massa dos corpos celestes, como os planetas ou estrelas. Essa deformação seria maior ou menor de acordo com a massa ou a densidade do corpo. Portanto, quanto maior a massa do corpo, maior a deformação e, por sua vez, maior a força de gravidade dele. Consequentemente, maior é a velocidade de escape, força mínima que deve ser empregada, para que um objeto possa vencer a gravidade deste corpo. Por exemplo, para que um foguete saia da atmosfera terrestre para o espaço ele precisa de uma força de escape de 40.320 km/h. Em Júpiter, essa força teria de ser 214.200 km/h. Essa diferença muito grande, é porque sua massa é muito maior que a da Terra.
É isso que acontece nos buracos negros. Há uma concentração de massa tão grande em um ponto tão infinitamente pequeno que a densidade é suficiente para causar tal deformação no espaço-tempo que a velocidade de escape neste local é maior que a da luz. Por isso que nem mesmo a luz consegue escapar de um buraco negro. E, já que nada consegue se mover mais rápido que a velocidade da luz, nada pode escapar de um buraco negro.
Esses tais buracos negros seriam estrelas em seu último estágio de evolução, quando, depois de consumir todo seu combustível, a estrela com massa maior que 3 massas solares, se transformam em uma supernova com um “caroço” no centro. Se a massa deste caroço, que pode ou não se formar, for maior que 2 massas solares ele cai sobre si mesmo, transformando-se em um buraco negro.
Às vezes acontece da estrela evoluir no que chamamos de “sistema binário fechado” quando duas estrelas ficam muito próximas e há transferência de matéria de uma para outra, podendo fazer com que uma delas acumule matéria em excesso provocando sua explosão em uma supernova. Nestes casos, o mais provável é que ela evolua para uma estrela de nêutrons, quando elétrons e prótons se fundem em nêutrons. Mas, acontece que em alguns sistemas a concentração de massa é muito grande e ocorre a formação de um buraco negro que continua “sugando” a massa daquela outra estrela maior.
Por: Alisson 0liver
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