Astrônomos e cosmologistas dos Estados Unidos acompanharam o comportamento de um milhão dos maiores buracos negros e concluíram que as estrelas caem inteiramente e têm um horizonte de eventos previsto pela teoria da relatividade de Einstein, segundo artigo publicado na revista MNRAS.
“Não tentamos descobrir que forma tem o horizonte de eventos, se é sólido ou, como os colegas acreditam, se parece com um 'novelo' fofo. Estávamos apenas tentando encontrar a primeira evidência de que ele realmente existe. Nossas observações mostram que todos ou quase todos os buracos negros têm um horizonte de eventos e que a matéria realmente desaparece do universo observável no momento em que o atravessa. A teoria da relatividade passou com sucesso no próximo teste”, disse Ramesh Narayan, da Harvard University (EUA).
Ponto ou buraco?
A teoria da relatividade prevê que as chamadas singularidades podem existir no Universo - pontos com densidade infinitamente alta e qualquer massa. Os conhecidos buracos negros são um caso especial de singularidade.
Tais objetos, de acordo com o princípio de Penrose-Hawking de "censura cósmica", não podem ser vistos, uma vez que estarão separados do resto do Universo pelo horizonte de eventos. Em outras palavras, a singularidade está localizada dentro de uma esfera imaginária, da qual nem mesmo a luz pode escapar devido à atração superfortalescente do buraco negro. A implementação desse princípio é extremamente importante para a física, já que a descoberta de uma "singularidade nua", pelo menos na forma teórica, significaria que toda a ciência física moderna está errada.
Mais recentemente, físicos teóricos sugeriram que os buracos negros não precisam ser uma singularidade. No ponto onde a singularidade deveria estar localizada, pode haver um objeto superdenso, não isolado do Universo circundante, mas invisível para nós, ou um "buraco de minhoca" - um túnel conectando dois espaços diferentes. Essa ideia está hoje causando grande polêmica entre cosmologistas e astrônomos, uma vez que ainda não foram encontradas evidências em favor de sua existência, ou refutação dessa ideia.
Narayan e seus colegas descobriram uma maneira engenhosa de testar se existe um horizonte de eventos em buracos negros, observando como os maiores buracos negros, localizados no centro das galáxias, “devoram” estrelas que se aproximam deles.
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Esclarecimento de singularidade
Os cientistas chamaram a atenção para o fato de que as consequências da convergência de uma estrela e de um buraco negro na presença e ausência de um horizonte de eventos serão notavelmente diferentes. Em sua presença, a estrela desaparecerá sem deixar vestígios, "caindo" em uma singularidade menor que um átomo, e em sua ausência, a estrela colidirá com um objeto superdenso que forma a base de um buraco negro.
Como resultado dessa colisão, a matéria da luminária "manchará" este objeto, deixará de ser invisível para nós e dará origem a um surto que durará décadas e cujo brilho mudará de maneira única, ao contrário de como ocorrem as supernovas ou ejeções negras "normais". buracos. Conseqüentemente, ao observar um número suficientemente grande de galáxias, seremos capazes de entender se buracos negros supermassivos existem sem um horizonte de eventos se seu brilho aumentar drasticamente e eles se tornarem visíveis.
Tentando encontrar vestígios de tais "chamas", os cientistas analisaram imagens de mais de um milhão de galáxias com buracos negros supermassivos especialmente grandes na vizinhança imediata da Terra, que foram recebidas pelo telescópio automatizado Pan-STARRS no Havaí nos últimos quatro anos.
Narayan e seus colegas não registraram um único surto, o que significa duas coisas - que os maiores buracos negros têm um horizonte de eventos e que as estrelas são "engolidas" por eles inteiramente, desaparecendo para sempre e sem deixar vestígios do universo visível. Os cientistas acreditam que buracos negros menores no centro das galáxias e seus "primos" menores de massa estelar se comportam de maneira semelhante.
Isso é apoiado pelo fato de que o Pan-STARRS deveria ter registrado pelo menos dez dessas chamas temporárias na superfície dos "buracos negros" se as teorias sobre a formação de tais objetos superdensos estivessem corretas. Em um futuro próximo, Narayan e seus colegas irão testar suas descobertas no telescópio LSST em construção no Chile, que será capaz de rastrear um número muito maior de galáxias do que o observatório havaiano.
