O que são buracos negros?

Os buracos negros são corpos celestes caracterizados por terem uma elevada concentração de massa numa mínima região do espaço, gerando um campo gravitacional extremamente intenso. Eles podem ser estelares, intermediários ou supermassivos, dependendo de suas massas.

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Resumo sobre buracos negros

• Os buracos negros são corpos celestes que se formam dos restos condensados de uma estrela de, pelo menos, três massas solares.
• Eles podem ser estelares, intermediários ou supermassivos, dependendo de suas massas.
• Os buracos negros têm singularidade, disco de acreção, horizonte de eventos e jato relativístico.
• Podem ser detectados por telescópios, radiotelescópios e detectores de ondas gravitacionais.
• O buraco negro no centro da galáxia Via Láctea é o Sagittarius A*, de 4,1 milhões de massas solares, a 25.640 anos-luz.
• Um dos buracos negros mais próximos da Terra é o A0620-00 ou V616 Monocerotis, de 6,6 massas solares, na constelação de Monoceros, a 3500 anos-luz.
• Um dos buracos negros mais distantes da Terra é o TON 256, de 37 bilhões de massas solares, a 13,1 bilhões de anos-luz.

Tipos de buracos negros

Os buracos negros são classificados em estelares, intermediários ou supermassivos, de acordo com a sua massa em relação à massa do Sol.

• Buracos negros estelares: têm massa de 3-100 massas solares, sendo formados devido ao colapso gravitacional de estrelas.
• Buracos negros intermediários: têm massa entre 100-10 mil massas solares, e não se tem certeza sobre a sua formação.
• Buracos negros supermassivos: têm massa maior que 10 mil massas solares, e não se tem certeza sobre a sua formação.

Como os buracos negros se formam?

Os buracos negros se formam de eventos catastróficos no Universo, como a morte de uma estrela. Isso acontece quando o estoque de hidrogênio da estrela acaba, então seu processo de fusão nuclear dimiui e, consequentemente, a sua temperatura e pressão também. Assim, a força gravitacional acaba por comprimir a estrela, que pode explodir em uma supernova. Quando isso ocorre, se o que sobra da estrela for de, pelo menos, três massas solares, então pode ocorrer a formação de uma buraco negro.

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Quantos buracos negros existem?

Em 12 de janeiro de 2022, foi publicado, no periódico científico The Astrophysical Journal, que os cientistas estimam a existência de 40 quintilhões de buracos negros espalhados no Universo observável. Astrônomos e astrofísicos estimam que só na Galáxia Via Láctea existem 100 milhões de buracos negros.

Características dos buracos negros

A estrutura dos buracos negros é dada pela singularidade, pelo disco de acreção, pelo horizonte de eventos e pelo jato relativístico.

→ Singularidade

A singularidade é a parte central do buraco negro. Ela tem uma densidade inifinitesimal, gerando a curvatura infinita no tecido espaço-tempo. Não se sabe o que acontece quando se adentra a singularidade, mas acredita-se que, nela, as leis da física como as estudamos não são mais aplicáveis.

→ Horizonte de eventos

O horizonte de eventos é uma região ao redor da singularidade. Qualquer matéria, energia e até mesmo a luz que se aproxima do horizonte de eventos jamais escapa.

→ Disco de acreção

Os discos de acreção são estruturas brilhantes em formato de discos que se movem ao redor dos buracos negros em elevadas velocidades. São compostos por matéria superaquecida que gera radiação eletromagnética, tornando os buracos perceptíveis aos telescópios.

→ Jato relativístico

Os jatos relativísticos são jatos constituidos de partículas e radiação que são lançados pelos buracos negros, em velocidades próximas à velocidade da luz, após o consumo de matéria, como estrelas, gases ou poeiras estelares.

É possível ver buracos negros?

Os buracos negros não podem ser vistos a olho nu, contudo é possível detectá-los por meio de diversos instrumentos astronômicos, como telescópios ópticos e infravermelhos, radiotelescópios, telescópios de raios X, detectores de ondas gravitacionais, e telescópios de raios gama.

Em 10 de abril de 2019, foi divulgada, pela colaboração internacional do Telecópio de Horizonte de Eventos (Event Horizon Telescope - EHT), a primeira imagem da sombra do buraco negro M87*, localizado no centro da galáxia Messier 87, de 6,5 bilhões de massas solares, a 55 milhões de anos-luz da Terra.

Eles também divulgaram, em 12 de maio de 2022, a primeira imagem da sombra do buraco negro Sagitário A*, de quatro milhões de massas solares, no centro da nossa galáxia Via Láctea, na constelação de Sagitário.

Nomes de buracos negros

Existem diversos buracos negros em nosso Universo. Na tabela abaixo estão descritos os nomes, a localização, a massa e a distância da Terra de alguns buracos negros.

Buracos negros	Massa	Distância da Terra
A0620-00 ou V616 Monocerotis (constelação de Monoceros)	6,6 massas solares	3500 anos-luz
Cygnus X-1 (constelação de Cygnus)	14,8 massas solares	6197 anos-luz
V404 Cygni (constelação de Cygnus)	9 massas solares	7800 anos-luz
GS 2000+25 (constelação de Vulpecula)	7 massas solares	8800 anos-luz
GRO J1655-40 (constelação de Escorpião)	7 massas solares	11.000 anos-luz
Cygnus X-3 (constelação de Cygnus)	Entre 2 a 5 massas solares.	20.000 anos-luz
Sagittarius A* (centro Via Láctea)	4,1 milhões de massas solares	25.640 anos-luz
TON 618 (constelação de Canes Venatici)	66 bilhões de massas solares	10,37 bilhões de anos-luz
S5 0014+81 (constelação de Cefeu)	40 bilhões de massas solares	12 bilhões de anos-luz
TON 256	37 bilhões de massas solares	13,1 bilhões de anos-luz

Crédito de imagem

^[1] 2Dassets / Shutterstock

Fontes

ALMEIDA, Carla R.  A pré-história dos buracos negros. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 42, 2020.

GUARIENTO, Daniel Carrasco. Evoluçao de buracos negros primordiais no universo. São Paulo: Tese de Doutorado (IFUSP), 2010.

STEINER, João E. Buracos Negros: sementes ou cemitérios de galáxias. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 27, n. 4, p. 723-742, 2010.