♫ Moz- Artigos ♪: Buraco negro: O fenômeno invisível

Um mistério interessante

Craig C. Freudenrich

Buracos Negros são temas de inúmeros assuntos, porém, causam certas curiosidades e dúvidas em muitos. Até mesmo Albert Einstein duvidou um dia da existência destes “buracos invisíveis”. Em 1939, registrou em um de seus importantes trabalhos que “buracos negros não existiam”. Se você, caro leitor, é curioso como nós e quer saber como é criado, o que aconteceria com algum corpo que chegasse perto de um buraco negro e outras curiosidades a respeito deste, tenha certeza que esta obra baseada na tese de Craig C. Freudenrich fará com que sua curiosidade acabe.

O que é um buraco negro?

Primeiramente, podemos dizer que buraco negro é o que resta de uma estrela morta. Uma estrela que, em geral, tem seu centro três vezes maior que a massa do Sol. São classificadas como imensos reatores de fusão, pois dentro de seus núcleos, ocorrem diversas fusões de gases provenientes de sua estrela original. Podemos entendê-los melhor ao sabemos como se originam.

Como se originam?

O autor Craig Freudenrich relata a possível formação de um buraco negro a partir da explicação de como funciona uma estrela de massa muito elevada.

Quando o núcleo de estrelas de massa maior que a do Sol se esgota de gás hidrogênio, transforma-se hélio em carbono através do processo de fusão. Quando o hélio se esgota, é necessário a partir de sua massa, a transformação de carbono em elementos mais pesados, como o ferro, por exemplo. Quando o núcleo da estrela se transforma em ferro, ela entra em colapso e o núcleo se aquece. A seguir, o núcleo se reduz a um núcleo de nêutrons (raio de aproximadamente 10 km). Com isso, o núcleo se comprime ainda mais e sua temperatura aumenta cerca de bilhões de graus, causando uma explosão (“supernova”) liberando grandes quantidades de material e energia para o espaço.

Como consequência, além da explosão causada, resultará um núcleo altamente comprimido, de gravidade tão forte que nem a luz escapa de sua atração. Além disso, devido sua gravidade, o núcleo comprimido se afunda na estrutura espaço-tempo, formando neste um buraco, chamado de buraco negro.

Como funcionam?

De acordo com Freudenrich, o que era o centro da estrela original agora se torna a parte central do buraco negro e é denominada singularidade. Sua abertura chama-se horizonte de eventos ou boca do buraco negro, como é considerada. Quando algo passa por esta cavidade, desaparece para sempre (isto inclui até mesmo a luz, por isso o nome buraco negro). Ainda não se sabe o que acontece dentro desse buraco invisível.

São classificados em dois tipos diferentes: Schwarzschild (buraco negro sem rotação) e Kerr (buraco com rotação). Este ultimo tem sua própria rotação pois a estrela que o originou era giratória. Quando esta é morta, seu núcleo continua girando, e isso repercute no buraco negro.

É importante lembrar que os buracos negros não consomem tudo ao seu redor. Caso um objeto passe pela ergosfera (região próxima ao horizonte de eventos de um buraco negro com rotação) ele pode sair do buraco ao obter sua energia de rotação. Porém, se um objeto passar pelo horizonte de eventos, será sugado e jamais sairá do buraco negro. Como o buraco do tipo Schwarzchild não tem rotação própria, não é possível que um objeto, se passar pela ergosfera, saia obtendo a rotação do buraco negro que esta contido. Além da presença de uma ergosfera, buracos do tipo Kerr tem a cavidade denominada limite estático, fronteira entre a ergosfera e o espaço normal.

Como detectar os buracos negros?

Mesmo que estes buracos sejam invisíveis, podemos detecta-los ou adivinhar sua presença medindo seus efeitos sobre objetos ao seu redor. Efeitos como:

- Estimativas da massa de objetos que orbitam um buraco negro ou que estão indo em direção ao seu núcleo: Usando medidas dos movimentos de objetos ao redor de um suposto buraco negro, podemos calcular sua massa, comprovando desta forma, sua existência.

- Efeitos de lente gravitacional: Com base na teoria da relatividade de Einstein, que previu que a gravidade poderia curvar o espaço (comprovado depois, a partir da observação de um eclipse solar). Logo, um objeto com elevada gravidade como uma galáxia ou um buraco negro entre a terra e um objeto poderia curvar a luz proveniente do objeto para dentro de seu foco, semelhante ao que faz uma lente gravitacional.

- Radiação emitida: Quando a matéria entra no buraco negro originado de uma estrela e o acompanha, ela é acelerada e se aquece a um milhão de kelvins. A matéria emite raios X que podem ser detectados por telescópios orbitais de raios X.

Curiosidades sobre assuntos relacionados a buracos negros:

- Após certo período em estrelas como o Sol, o núcleo fica sem gás hidrogênio, o que faz com que ocorra uma fusão de tal gás em uma camada superior ao núcleo. Com isso, este se contrai e se aquece, elevando a temperatura das camadas superiores e as expandindo, logo, seu raio irá aumentar. Podemos chama-la, neste caso, de “gigante vermelha”.

- O raio do horizonte de eventos é denominado raio de Schwarzschild, em homenagem ao astrônomo Karl Schwarzschild, autor do trabalho que levou à teoria dos buracos negros.