Os buracos negros são talvez os objetos mais estranhos e misteriosos do universo conhecido. Ninguém os viu, mas os cientistas têm certeza de que existem. Eles não são apenas previstos por Einstein, sua presença é indiretamente confirmada pela influência que exercem no espaço-tempo ao seu redor. Sabemos algo sobre esses objetos, mas não sabemos ainda mais. Segundo os cientistas, compreender o fenômeno dos buracos negros e, em particular, aqueles processos que ocorrem em seus centros, nos permitirá não só entender, mas também nos dar a oportunidade de controlar as forças fundamentais da natureza, por exemplo, a mesma gravidade.
Todos os anos, cientistas relatam descobertas relacionadas a buracos negros, passo a passo, levando a uma compreensão mais próxima de sua natureza. Hoje falaremos sobre os dez mais recentes.
Muitos buracos negros de massa intermediária
Entre a família dos buracos negros, talvez os mais proeminentes sejam os chamados buracos negros de massa média (ou intermediária). Esses são buracos negros, cuja massa é muito maior do que a massa dos buracos negros de magnitude estelar (de 10 a várias dezenas de massas solares), mas muito menos do que a dos buracos negros supermassivos (de um milhão a centenas de milhões de massas solares). Anteriormente, presumia-se que esse tipo de buraco negro ocorre com muito menos frequência do que as outras duas classes indicadas, mas uma descoberta recente refutou essa opinião.
Em 2018, os cientistas encontraram um lugar onde esses objetos são encontrados com mais frequência. Por razões inexplicáveis até agora, os buracos negros de massa média são mais freqüentemente encontrados no centro de pequenas galáxias. Uma vez que os cientistas descobriram, o raro buraco negro não era mais raro. Além disso, essa descoberta pode ajudar a resolver outro mistério associado aos buracos negros.
Uma das questões mais urgentes da astronomia moderna é a natureza dos buracos negros supermassivos. Os cientistas não conseguem entender como alguns dos buracos negros supermassivos descobertos em galáxias relativamente compactas cresceram muito rapidamente em tamanho desde o Big Bang. Esses mesmos buracos negros de massa média podem apontar para a resposta correta. De acordo com uma das suposições, os buracos negros supermassivos poderiam ter crescido de buracos negros de massa média, de acordo com outra - eles nasceram assim desde o início. Mas como? Os cientistas ainda não podem fornecer uma resposta exata, mas parece que estão começando a se mover na direção certa.
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Objetos misteriosos perto de Sagitário A *
Sagitário A * é um buraco negro supermassivo localizado no centro de nossa galáxia. No início dos anos 2000, os cientistas descobriram dois objetos misteriosos próximos a ele. Eles foram apelidados de objetos de classe G e foram originalmente confundidos com nuvens de gás e poeira. O mistério começou depois que esses objetos se aproximaram do buraco negro. Em vez de serem dilacerados pela poderosa gravidade de um buraco negro supermassivo, os objetos G1 e G2 conseguiram sobreviver.
Em 2018, os cientistas descobriram mais três objetos de classe G (G3, G4, G5) perto de Sagitário A *. A análise dos dados coletados ao longo de 12 anos não esclareceu finalmente o quadro para os astrônomos. Os objetos atraem a atenção por suas propriedades incomuns. Todos os cinco objetos G têm as assinaturas visuais características de nuvens de gás, mas se comportam como estrelas de enorme massa.
Com base nisso, os cientistas presumiram que encontraram um tipo muito raro de estrelas, não característico de nossa galáxia. Os cientistas explicam a aparência desses objetos pelas condições únicas nas proximidades de um buraco negro supermassivo: aqui, sob a influência da poderosa gravidade, estrelas binárias podem colapsar para formar um único e grande objeto envolto em densos invólucros de gás e poeira. No entanto, os cientistas notam que nem todos os objetos têm órbitas semelhantes ao redor do buraco negro, então eles ainda não podem explicar com precisão a natureza do fenômeno que viram.
O buraco negro mais antigo
A descoberta do buraco negro mais antigo não é apenas uma questão de idade. A descoberta desse velho pode nos ajudar a resolver muitos mistérios interessantes associados à era em que as primeiras estrelas do universo começaram a inflamar.
Segundo os cientistas, o buraco negro ULAS J1342 + 0928 descoberto em 2017 nasceu apenas cerca de 690 milhões de anos após o Big Bang. Quando o cosmos tinha apenas 5% da idade atual, esse buraco negro já tinha 800 milhões de vezes a massa do nosso Sol hoje.
O objeto está localizado a cerca de 13,1 bilhões de anos-luz da Terra e se formou durante os primeiros dias do universo. Este período é freqüentemente chamado de era da reionização, quando as primeiras estrelas, galáxias, aglomerados e superaglomerados de galáxias começaram a aparecer devido à atração gravitacional. O quadro completo da reionização ainda não está claro para os cientistas, então os buracos negros que surgiram durante esse período podem certamente ser uma das fontes mais interessantes de novas informações.
Conforme observado acima, os cientistas também não conseguem entender como, em tão pouco tempo após o Big Bang, os buracos negros foram capazes de acumular uma grande quantidade de massa. Objetos como ULAS J1342 + 0928 podem esclarecer esta questão, mas para tirar alguma conclusão, seria bom encontrar pelo menos mais alguns dinossauros espaciais semelhantes. Infelizmente, os buracos negros da era da reionização são extremamente raros.
Buraco negro de crescimento mais rápido
Em 2018, os cientistas descobriram o buraco negro "faminto" no universo conhecido. A cada dia, a cada segundo, ele consome uma massa equivalente à massa do nosso Sol, por isso também cresce rapidamente. Felizmente para nós, ela está muito longe. Se esse monstro estivesse no centro da Via Láctea, os raios X que ele cria esterilizariam a Terra de qualquer vida.
Quando os cientistas descobriram a primeira luz do quasar J2157-3602 associado a este buraco negro, sua idade foi estimada em 12 bilhões de anos. Assim que os cientistas confirmaram que realmente existe um buraco negro próximo ao quasar, sua massa já era de cerca de 20 bilhões de massas solares. No momento, os astrônomos não conseguem explicar o motivo do rápido crescimento do buraco negro.
A única coisa que se sabe sobre esse objeto é que seu apetite aquece o gás e a poeira ao seu redor a tal ponto que seu brilho vai ofuscar facilmente a luz de quase todas as estrelas no céu.
Aglomerado oculto
Um aglomerado de galáxias pode conter centenas ou até milhares de galáxias. Esses aglomerados são considerados pelos cientistas como alguns dos maiores objetos do universo. Você acha que tal mentira é impossível de esconder com um único objeto espacial? Você está errado. Um quasar provou o contrário.
O objeto descoberto foi nomeado PKS1353-341 e foi originalmente concebido para ser uma galáxia separada, com uma região central incrivelmente brilhante. No entanto, astrônomos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts em 2018 descobriram uma verdade que esteve oculta por várias décadas desde que o objeto foi descoberto. Descobriu-se que o objeto não é uma galáxia, mas um único quasar (uma região de gás quente em torno de um buraco negro supermassivo), que está localizado no centro de um aglomerado de galáxias inteiro localizado a 2,4 bilhões de anos-luz da Terra.
O quasar era tão brilhante que literalmente eclipsou todo o espaço circundante contendo centenas de galáxias. Cientistas do MIT calcularam seu brilho e descobriram que é 46 bilhões de vezes mais brilhante que o sol. Segundo os pesquisadores, esse brilho extremo está associado à absorção de uma grande quantidade de material circundante pelo buraco negro supermassivo central.
Sistemas duplos
Outro mistério para os cientistas é o chamado duplo, ou seja, buracos negros emparelhados que se enrolam. Casos de colisões de buracos negros já foram observados por cientistas no passado. Dois foram identificados em 2015 e mais um em 2017. Surpreendentemente, graças a este último, os cientistas pela primeira vez se tornaram testemunhas diretas de um fenômeno igualmente raro.
No sinal recebido da colisão de dois buracos negros, sinais de ondulações gravitacionais do espaço-tempo foram notados - uma mudança no campo gravitacional, propagando-se como ondas. Neste caso, ambos os buracos negros não foram destruídos, mas em vez disso fundidos em um único todo - um buraco negro supermassivo, ainda maior em tamanho do que seus progenitores.
Os cientistas têm duas suposições sobre a natureza do aparecimento de sistemas de buracos negros binários. De acordo com um deles, os buracos negros binários aparecem quando os sistemas estelares binários morrem. De acordo com a segunda, os buracos negros se formam independentemente uns dos outros e, depois disso, à deriva no espaço, são atraídos entre si sob a influência de forças gravitacionais.
Bolha mortal
Em 2018, os físicos sugeriram outro cenário do apocalipse: a Terra poderia ser destruída por buracos negros. Um ano antes, o mundo científico comemorava a confirmação da descoberta das ondas gravitacionais, fenômeno que estica e contrai a estrutura da realidade. Este poder é mortal.
Na nova teoria, os cientistas da Universidade de Princeton previram um dos cenários do que poderia acontecer se, como resultado de cataclismos cósmicos de alta energia (por exemplo, quando dois buracos negros ou duas estrelas de nêutrons se fundem), as ondas gravitacionais resultantes colidam entre si.
Para fins de ilustração, as ondas gravitacionais são frequentemente comparadas aos círculos na água que ocorrem quando uma pedra é atirada. No entanto, se uma partícula ou objeto se move na velocidade da luz, ondas gravitacionais planas podem aparecer. De acordo com os cientistas, se as ondas forem grandes o suficiente, sua colisão poderá criar um buraco negro gigante que mudará o espaço e o tempo em uma enorme área do espaço sideral.
Se isso acontecer próximo à Terra, não apenas todas as coisas vivas, mas também o próprio planeta e todo o sistema solar chegarão ao fim.
Rogue Black Hole
Os cientistas têm se perguntado repetidamente sobre a possibilidade de galáxias "ejeção" de seus buracos negros centrais. No entanto, por muito tempo, os astrônomos não conseguiram encontrar evidências desse fenômeno. Mas em 2017, a galáxia 3C186 apresentou aos exploradores espaciais uma verdadeira surpresa.
De acordo com os cientistas, anteriormente a galáxia 3C186 era duas galáxias separadas, que em algum momento de sua história se fundiram em uma. A nova galáxia assumiu contornos e formas bastante claros, ao invés da alegada estrutura desordenada, mas a principal surpresa veio de seu centro: os cientistas, cheios de esperança de encontrar um buraco negro supermassivo nela, não encontraram nada.
Mais tarde, o buraco negro ainda foi descoberto, a apenas 35.000 anos-luz do centro galáctico 3C186. Quando os dois aglomerados de estrelas colidiram, seus buracos negros galácticos centrais colidiram, criando um buraco negro supermassivo. Este evento provavelmente criou ondas gravitacionais muito poderosas que empurraram este buraco negro recém-formado para fora da galáxia, explicam os cientistas.
Isso, no entanto, acabou não sendo tão fácil, continuam os pesquisadores. A ejeção de um buraco negro do centro da galáxia exigiu energia equivalente à explosão de 100 milhões de supernovas. Os cientistas ainda não descobriram o que realmente aconteceu lá, mas já está ficando claro que existem forças que podem suportar até mesmo o poder dos próprios buracos negros.
Curiosamente, o buraco negro perigoso continua a se mover em direção às bordas de sua galáxia. No ritmo atual, ele será completamente ejetado para fora em cerca de 20 milhões de anos.
Tempo reverso
Os buracos negros se formam quando ocorre um colapso gravitacional (compressão) de uma estrela suficientemente massiva, ou o colapso da parte central da galáxia ou gás protogaláctico. Nesse momento, uma quantidade colossal de radiação gama é lançada no espaço. Este, por sua vez, é o evento eletromagnético mais brilhante que ocorre no Universo e ainda não é totalmente compreendido pelos cientistas.
Em 2018, sinais muito estranhos foram encontrados nos sinais de raios gama capturados, que, de acordo com pesquisadores da NASA, podem ser interpretados como "reversão do tempo". Normalmente, cada evento de raio gama emite uma forma de onda de assinatura que nunca se repete. Os sinais detectados continham anomalias que, ao que parece, não podiam ser explicadas do ponto de vista de nenhum modelo teórico. Esses sinais eram estruturas especiais semelhantes a ondas que giravam no tempo como se seu início fosse no final da explosão, e no final - nos primeiros momentos da explosão.
Para alguns físicos, tal observação foi suficiente para reivindicar evidências da reversão do tempo. De acordo com outra explicação e, muito provavelmente, mais realista, os raios da emissão de raios gama em seu caminho poderiam colidir com alguma matéria, o que dotou as ondas de uma assinatura que foi aceita pelos cientistas para o curso inverso do tempo. É bem possível que os raios atingissem algum tipo de acúmulo de matéria, que agia sobre eles como uma superfície refletora. No entanto, não está excluída a possibilidade de estarmos falando de uma lei da física completamente nova, cujo primeiro exemplo foram os cientistas em 2018.
Fantasmas de universos perdidos
Em agosto deste ano, o físico britânico da Universidade de Oxford Roger Penrose fez uma declaração muito alta. Ele e sua equipe argumentam que antes do advento do nosso universo, ou seja, antes do Big Bang, existia outro universo. Esta conclusão foi motivada por uma série de anomalias de luz observadas na radiação de fundo de microondas, que, de acordo com Penrose, são espirais de luz que sobraram de buracos negros que pertenciam ao universo anterior, que existia antes do Big Bang.
Em uma de suas teorias, o ainda mais famoso físico britânico Stephen Hawking sugeriu que os buracos negros, após perderem a maior parte de suas partículas, desaparecem. Essas partículas hipotéticas são chamadas de grávitons. Eles não têm massa, eletricidade ou outra carga, mas ao mesmo tempo eles têm energia e, portanto, participam da interação gravitacional.
Quando um universo morre e um novo aparece, esses grávitons, de acordo com Penrose, passam a fazer parte do novo universo. O cientista e seus colegas estão convencidos de que encontraram esses "restos" sobreviventes na radiação de fundo de microondas. Eles chamaram as anomalias de luz detectadas de "pontos de Stephen Hawking". Se as observações dos cientistas forem confirmadas, enfrentaremos uma revisão séria da teoria do Big Bang.
Nikolay Khizhnyak
