Estrela sugada por buraco negro a 3,9 bilhões de anos-luz emite sinais pouco antes de desaparecer do universo

Uma estrela sugada por um buraco negro a 3,9 bilhões de anos-luz emitiu sinais pouco antes de desaparecer do universo, de acordo com os astrônomos da Nasa (agência espacial americana). Parte destes sinais de raios-X atingiu a Terra no ano passado. Agora, cientistas conseguiram decifrar do que se tratavam. A descoberta está descrita em um artigo online publicado hoje na revista Science, e foi divulgada pela Nasa.

Os sinais mostravam pulsos de raios-X que subiam e desciam de intensidade a cada 200 segundos. O que eles pensaram ser inicialmente a emissão de raios gama de uma fonte desconhecida acabou se mostrando um fenômeno inédito para os cientistas: era o primeiro pulso de raio-X detectado de um buraco negro supermassivo – calcula-se que tenha de 0,5 a 5 milhões de vezes a massa do Sol – e tão distante de nós. Estima-se que estes sinais tenham sido enviados da fronteira mais próxima do buraco negro: um milhão de quilômetros do centro.

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Perguntas & respostas

• O que é um buraco negro? Uma região do espaço onde a gravidade é tão forte que nada consegue escapar, nem a luz – é por isso que eles são invisíveis.
• Como nasce um buraco negro? Para brilhar, uma estrela cria uma força para fora, por causa das reações nucleares que a fazem funcionar, enquanto sua própria gravidade a empurra para dentro. Quando uma grande estrela deixa de funcionar, ela é esmagada pela própria força da gravidade e assim nasce o buraco negro.
• Quantos buracos negros existem? A maioria dos astrônomos acredita que a Via Láctea – a galáxia onde está a Terra – possui milhões de buracos negros. Cientistas já encontraram muitos buracos negros na nossa galáxia, mas não sabemos ainda quantos existem em todo o universo.
• Quais os tipos de buraco negro que existem? Os buracos negros galáticos existem por toda a galáxia e possuem uma massa dezenas de vezes maior que a do Sol. Há também os buracos negros supermassivos, com uma massa superior a 1 milhão de vezes a do Sol. Os cientistas acreditam que eles foram criados há bilhões de anos e existem no centro da maioria das galáxias, até da Via Láctea.
• Existem buracos brancos? Existem apenas na teoria. Eles seriam a outra ponta do buraco negro, que expeliria todo o material absorvido.
• Como se observa um buraco negro? É impossível visualizar um buraco negro, já que ele não emite luz. Mas, com telescópios de raios-X, é possível detectar a radiação emitida por um buraco negro. Isso acontece porque uma espiral de matéria é sugada por ele. Esse material se aquece e emite raios-X, captados por telescópios como o Chandra, que descobriu o buraco negro ‘bebê’.
• Qual o buraco negro mais próximo da Terra? O objeto mais próximos e que mais se parece com um buraco negro está a 8.000 anos luz de distância. Fica dentro do sistema Cygnus X-1 e foi objeto de uma aposta entre o físico Stephen Hawking e Kip Thorne. Hawking apostou que não havia um buraco negro. Perdeu.
• O universo está dentro de um buraco negro? O físico Nikodem Poplawski concebeu um modelo matemático segundo o qual até mesmo o nosso universo estaria dentro de outro, que estaria dentro de outro e assim por diante. Neste modelo, o material absorvido pelo buraco negro daria origem a estrelas e galáxias em outra dimensão. Atualmente, acredita-se que tudo que entra em um buraco negro é destruído.

A descoberta ajudará os astrônomos a entender melhor o que ocorre na “borda” do buraco negro antes de toda a matéria ser sugada, disse Rubens Reis, pós-doutor na Universidade de Michigan, que fez parte da equipe de cientistas que analisou os dados.

Dados – A equipe analisou dados de dois observatórios de raios-X: Suzaku, um satélite nipo-americano, e XMM-Newton, que é gerido pela Agência Espacial Europeia. Os sinais de oscilações quase periódicas, conhecidos pela sigla QPO, foram detectados pela primeira vez em 28 de março de 2011 pelo satélite Swift da Nasa.

Esses sinais são características de discos de acreção – nome dado a aglomerações de matérias que cercam os objetos mais compactos do universo, como as estrelas anãs branca, as estrelas de nêutrons ou os buracos negros.

Até agora, o QPO só havia sido detectado um torno de um único buraco negro supermassivo e estava a 576 milhões de anos-luz da Terra, o que, segundo a Nasa, é uma distância relativamente próxima. Agora, os sinais chegam de um buraco negro que está a 3,9 bilhões de anos-luz de nós.

Antes do fim – A estrela passou por uma intensa turbulência no momento em que chegou perto do buraco negro e logo foi destruída. Alguns dos gases foram expelidos na direção do buraco negro e formaram um disco em torno dele. A parte interna do disco aqueceu rapidamente a milhões de graus, o suficiente para emitir raios-X.

Ao mesmo tempo, por meio de processos ainda não completamente conhecidos, formaram-se jatos perpendiculares ao disco do buraco negro, ejetando matéria a uma velocidade de cerca de 90% da luz. Um desses jatos apontou diretamente para Terra – são os sinais captados agora pelos astrônomos.

Teoria da Relatividade – A Teoria Geral da Relatividade de Einstein prevê que há uma distância mínima em que a matéria pode orbitar estavelmente um torno de um buraco negro, antes de ser engolida. Cálculos da equipe sugerem que os restos da estrela eram provavelmente a apenas um milhão de quilômetros do horizonte de eventos – a superfície para além da qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar das garras de um buraco negro.

“Este é o último pequeno pedaço de sinal que somos capazes de detectar antes de o material ser completamente sugado”, disse Reis. A equipe Sinais semelhantes foram vistos em torno de pequenos buracos negros em nossa própria galáxia, mas Reis disse que este é o primeiro pulso de um buraco negro tão grande e tão longe.