Os buracos negros – incrivelmente densos, profundos e poderosos – revelam os limites da física. Nada lhes pode escapar, nem mesmo a luz.
Embora os buracos negros estimulem a imaginação como poucos outros conceitos da ciência a verdade é que nunca nenhum astrónomo viu algum.
“Existe uma muito forte evidência da existência dos mesmos e atualmente qualquer astrónomo acredita existirem buracos negros.” – Avançou Peter Edmonds, astrofísico da NASA. “Contudo não existe uma imagem direta.”
Qualquer foto que tenha visto de uma massa escura, de espaço-tempo, deformada... Bem, é apenas uma ilustração:
NASA/Goddard Isto é impressionante. Isto é uma ilustração.
A razão pela qual nenhum astrónomo alguma vez viu, diretamente, um buraco negro
O maior problema com a tentativa de detetar um buraco negro é que mesmo os super massivos são relativamente pequenos.
“O maior nos céus [é] o buraco negro no centro da Via Láctea.” – Escreveu num e-mail Dimitrios Psaltis, astrofísico da Universidade do Arizona. “E tirar uma fotografia do mesmo seria o equivalente a tirar uma fotografia de um DVD sobre a superfície da lua.”
Além do mais, devido à sua forte gravidade, os buracos negros tendem a cercar-se por outra matéria brilhante que faz com que seja difícil ver o objeto em si.
É por isso que quando procuram buracos negros os astrónomos não tentam a observação direta. Em vez disso, procuram evidência dos efeitos da gravidade e da radiação de um buraco negro.
“Normalmente medimos as órbitas de estrelas e gás que parecem circundar ‘pontos’ muito escuros no céu e medimos quanta massa existe nesse ponto escuro.” – Afirma Psaltis. “Se não soubermos de nenhum outro objeto astrofísico tão grande e tão escuro como o que acabámos de medir consideramos que existe uma prova muito forte de que se encontra ali um buraco negro.”
No entanto, temos imagens indiretas de buracos negros
Algumas das melhores imagens indiretas de buracos negros vêm do Observatório de raios-X Chandra, onde Edmonds trabalha. “O atrito e a alta velocidade do material de formação de um buraco negro produzem raios-X” – Afirma. O Chandra é um telescópio espacial especialmente projetado para ver raios-X.
Por exemplo: o observatório Chandra documentou estes “arrotos” de raio-X provenientes da fusão de duas galáxias a cerca de 26 milhões de anos-luz de distância. Os astrofísicos suspeitam que esses arrotos são provenientes de um buraco negro:
Raio-X: NASA/CXC/Universidade do Texas/E. Schlegel et al; Ótico: NASA/STScl
Da mesma forma, as bolhas magenta nesta imagem são regiões de intensa radiação de raios-X, que se pensa serem buracos negros que se formaram quando duas galáxias (os anéis azul e rosa) colidiram:
Raios-X: NASA/CXC/MIT/S. Rappaport et al. Ótico: NASA/STScl
Da mesma forma veem-se aqui raios-X e ondas sonoras que emanam da região central do aglomerado de galáxias de Perseus – mais evidência indireta de um buraco negro:
NASA/CXC/IoA/A. Fabian et al
E neste GIF o telescópio Chandra viu a maior explosão de raios-X provenientes do buraco negro que se suspeita estar no centro da Via Láctea.
NASA/CXC/Amherst College/D. Haggard et al
E aqui uma imagem com zoom dessa explosão de raios-X.
O raio-X no centro da Via Láctea com zoom. (NASA/CXC/Amherst College/D. Haggard et al.)
Podemos ver os buracos negros lançarem enormes jatos de matéria para o universo
Esta imagem composta (combinando dados do Hubble e de um radiotelescópio) mostra jatos de energia e matéria lançados do centro da galáxia Hércules A. Estes jatos são lançados quase à velocidade da luz, demonstrando o incrível poder destrutivo dos objetos.
NASA/Hubble
A próxima imagem mostra jatos enormes que se pensa serem impulsionados do buraco negro no centro da Centaurus A, uma galáxia a 13 milhões de anos-luz de distância. Os jatos são mais longos do que a própria galáxia.
ESO/WFI (visível); MPlfR/ESO/APEX/A. Weiss et al. (micro-ondas); NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al. (Raio-X)
Os astrónomos têm observado as estrelas a orbitar objetos escuros misteriosos que são, o mais provavelmente, buracos negros
Este lapso de 16 anos das estrelas a moverem-se junto ao centro da Via Láctea evidencia um buraco negro por lá.
Muito em breve poderemos ver um buraco negro real
Uma verdadeira imagem de um buraco negro irá revelar o seu horizonte de eventos. É o perímetro além do qual nada pode escapar. Os cientistas especulam que o horizonte de eventos se deve parecer ao que vemos nas ilustrações: uma fronteira súbita entre luzes brilhantes no espaço e um vazio.
NASA / JPL-Caltech
NASA/JPL-Caltechin nesta ilustração, o buraco negro no centro está rodeado por matéria que flui para o buraco negro no que é chamado disco de acreção. Este disco forma-se à medida que a poeira e o gás da galáxia entram no buraco, atraídas pela sua gravidade. Surge também um jato de partículas energéticas que se crê ser alimentado pela rotação do buraco negro.
Uma imagem verdadeira também poderá mostrar um disco de acreção – um anel brilhante de matéria que gira em torno do mesmo. (no filme Interstellar o buraco negro apresenta um disco de acreção).
O que é interessante é que nos próximos anos os cientistas esperam poder confirmar a existência do buraco negro no centro da Via Láctea – e determinar o seu aspeto.
Tal será possível graças ao Event Horizon Telescope (Telescópio Horizonte de Eventos) – uma rede global de sensores que, com efeito, formam um telescópio tão grande como a Terra – estar no caminho para tirar uma fotografia instantânea do buraco negro até ao final de 2017, esperando-se que produza a primeira imagem de um horizonte de eventos. “O que esperam ver é a sombra real, a região escura real.” – Afirma Edmonds. “Será um grande feito.”
Com uma imagem direta de um buraco negro os cientistas serão capazes de aprender mais sobre os efeitos da gravidade extrema e poderão testar melhor a teoria da relatividade geral de Einstein.
* Correção: este artigo atribui, erradamente, esta imagem ao Telescópio Espacial Hubble. É uma imagem composta que combina informação do Observatório Europeu do Sul e dos radiotelescópios da NASA.