10 razões novas e estranhas para amar buracos negros

 10 razões novas e estranhas para amar buracos negros

Um buraco negro é uma criatura misteriosa e faminta. Mas eles fazem mais do que apenas consumir qualquer coisa que chegue perto demais. Os buracos negros estão por trás da maior explosão no espaço, disparam bumerangues e criam seus próprios planetas. Eles também abrigam estranhos mistérios. Quando os buracos negros morrem, o que acontece com tudo o que comeram? Por que um buraco negro brilhou em 2019 quando a ciência argumenta que eles não podem piscar? Novas descobertas podem ter respostas espetaculares.

10. Uma estrela transformada em massa-espaço

Uma estrela morreu em 2019. Metade explodiu no espaço. Um buraco negro desfiou a outra metade em longos tentáculos e os mastigou. Isso cunhou a frase alimentar de "morte por espaguetificação". Por mais peculiar que seja, o evento também foi único por outras razões que não merecem uma porção de molho de macarrão. Quando uma estrela morre, ela libera um flash de energia conhecido como um evento de interrupção das marés. Neste caso, foi o evento de maré mais próximo perto da Terra (215 milhões de anos-luz de distância) e o mais claro. Assim que os astrônomos o detectaram, eles observaram por meses - com detalhes incríveis - como o buraco negro rasgou a estrela ao meio. A devastação revelou uma pista sobre de onde vêm os flashes das marés. Embora a história toda ainda seja um pouco nebulosa, eles estão definitivamente conectados aos destroços que vazam de uma estrela em queda.

9. Este buraco negro atira bumerangues

A cerca de 17.000 anos-luz da Terra, um buraco negro está mordiscando uma estrela. O par é simplesmente conhecido como XTE J1550-564. No início, não havia nada de surpreendente neles. Buracos negros lanche na luz das estrelas. Noticias antigas. Mas em 2020, os pesquisadores observaram antigas imagens de raios-X do XTE J1550-564 e algo não deu certo.

Em uma tentativa de chegar ao fundo dos dados estranhos, as informações foram alimentadas em uma simulação de computador. Revelou como parte da luz fez uma corrida para a liberdade. Isso, por si só, não era incomum. Quando a luz fica presa no disco de acreção (a poeira gira em torno de um buraco negro), ela ainda pode escapar. Mas a luz que escapou do XTE J1550-564 fez algo estranho. Normalmente, quando a luz consegue escapar, ela salta contra o disco e dispara para o espaço em linha reta. Mas esses feixes primeiro se curvaram em direção ao buraco negro. Quando a luz acabou refletindo no disco, eles pareciam bumerangues. O fenômeno não havia sido visto antes ou depois.

8. Buracos negros escondidos à vista de todos

Alguns buracos negros estão envoltos em poeira escura. Esses chamados buracos negros em casulo são difíceis de detectar, mas por qualquer estimativa, deve haver uma multidão deles por aí. Em 2020, os cientistas vasculharam a imagem do Chandra Deep Field-South (CDF-S) para encontrar mais casulos. Esta imagem de raio-X cobre uma seção do céu meridional em grande detalhe. Muitas coisas no CDF-S já haviam sido identificadas, incluindo 28 pontos listados como galáxias ou buracos negros sem casulos. Mas os 28 eram impostores. Não por muito tempo, porém. Quando o gráfico foi comparado a observações ópticas e infravermelhas da mesma área, seus sinais brilhantes eram inegavelmente os de buracos negros com casulos. O raio X não conseguiu perfurar o efeito de escurecimento da poeira, o que explicava por que eles se assemelhavam a outros objetos estelares. A descoberta também sugere que muitos registros, semelhantes ao CDF-S, provavelmente estão repletos desses buracos negros que se mascaram de outra coisa.

7. Um Trio Único

Em 1983, os astrônomos consideraram a NGC 6240 uma espécie de pickle estranha. A galáxia tinha uma forma estranha e um brilho infravermelho incomum. A sabedoria da época concluiu que NGC 6240 era na verdade duas galáxias. A forma e o brilho peculiares mostraram que eles estavam colidindo. Cada galáxia trouxe consigo seu próprio buraco negro supermassivo. No momento em que foram localizados, os buracos negros pairavam próximos uns dos outros no centro de NGC 6240.2019 e os astrônomos observaram as galáxias com equipamentos melhores. Eles ficaram surpresos ao encontrar um terceiro buraco negro no centro. Seus colegas dos anos 80 provavelmente não perceberam porque o buraco negro estava adormecido (os outros dois consomem matéria). Mas seja qual for o motivo, sua presença sugeriu que a fusão envolveu três galáxias. Um esmagamento galáctico triplo é raro em dentes de galinha, mas não é inédito. O que torna esta situação tão única é a proximidade dos três buracos negros. Eles orbitam um ao outro dentro de uma pequena área de 3.260 anos-luz e o par ativo está a apenas 645 anos-luz de distância.

6. Uma pista que explica os buracos negros mais antigos

Um mistério envolve os primeiros buracos negros. Considerados remanescentes das primeiras estrelas que morreram, nada poderia explicar por que alguns desses buracos negros se transformaram em objetos enormes. Na verdade, quando um foi descoberto em 2020, pesava 1 bilhão de vezes a massa do nosso sol. Mas nascer logo após o Big Bang não era o que tornava esse cara especial. Ele forneceu uma forte pista sobre seu próprio crescimento e tamanho. O buraco negro está mantendo seis galáxias como reféns. A configuração se assemelha a uma teia de aranha com filamentos correndo entre o buraco negro e as galáxias. Onde quer que os filamentos se cruzem, as galáxias prosperam. O que quer que os alimenta (provavelmente gás) está sendo canalizado pelos fios. Da mesma forma, a teia pode inflar buracos negros em proporções enormes, nutrindo-os em um ambiente rico em gás.

5. A maior (e mais estranha) explosão espacial

Em 2019, algo do espaço sacudiu a Terra. Dois observatórios detectaram as ondas gravitacionais e localizaram a fonte. O que eles descobriram foi algo bizarro, quebra de recorde e impossível. O sinal, denominado GW190521, foi produzido quando dois buracos negros colidiram há 7 bilhões de anos. A explosão criou um único buraco negro maior. Curiosamente, um dos dois originais provavelmente também foi o resultado de uma fusão entre outros buracos negros. Mas esse acúmulo cósmico não foi a única coisa estranha. A explosão foi a mais poderosa já registrada no espaço. A força totalizou um milhão de bilhões de bombas atômicas detonando a cada segundo por 13,8 bilhões de anos. O buraco negro final era 142 vezes maior que o Sol, tornando-o um buraco negro de tamanho intermediário. Isso foi significativo porque buracos negros desse tamanho antes só eram possíveis em teoria. Mas um do par original era totalmente impossível. Calculado em cerca de 85 massas solares, ele quebrou uma lei científica que afirmava que nenhum buraco negro poderia existir nessa faixa. Para se formar, ele precisaria de uma estrela entre 60 e 130 vezes maior que o sol. Mas é aí que reside o problema. Quando essas estrelas morrem, elas saem como supernovas e não como buracos negros.

4. Algo destruiu a coroa do buraco negro

As coisas ficaram normais por um tempo. Uma galáxia chamada 1ES 1927 + 654 girou em torno de um buraco negro, como a maioria das galáxias. O buraco negro era visível devido à sua corona (um anel de partículas quentes que orbita a maioria dos buracos negros supermassivos). Não havia nada de especial nisso.1ES 1927 + 654 não gostava de ser ignorado. Em 2018, ele deu aos astrônomos um mistério que permanece sem solução até hoje. Por alguma razão, a corona do buraco negro brilhou quarenta vezes seu brilho normal. Então, de repente, o flash desapareceu. A galáxia realizou seu desejo. Telescópios de todo o mundo voltaram-se para 1ES 1927 + 654, na esperança de ver mais. Eles não ficaram desapontados. Em menos de um ano, a corona escureceu a uma taxa que deveria ter levado milênios. Embora os especialistas não estivessem preparados para uma versão tão rápida, eles tinham a sensação de que esse não era um ciclo de vida mais rápido do que o normal. Outra coisa estava destruindo a corona. De acordo com uma teoria, uma estrela colidiu com o buraco negro. A estrela se abriu como um ovo, o que causou o clarão inicial. A quebra interrompeu o campo magnético do buraco negro, a mesma coisa que mantinha a corona unida. Privada de sua estabilidade, a corona se desfez rapidamente e fez com que o buraco negro escurecesse.

3. O mistério do Flash

Lembra da GW190521, a maior e mais estranha explosão espacial de todos os tempos? Outra coisa aconteceu cerca de um mês depois na mesma região e os pesquisadores não têm certeza se os dois eventos estão conectados. Os buracos negros que colidiram não tinham coroas de fogo, então nada sobre o acidente deveria ser visível. Mas houve um grande clarão. Para resolver o enigma, os pesquisadores adicionaram um quasar à história. Quasares são buracos negros supermassivos que liberam rajadas de energia. Mas o flash foi espetacular demais, mesmo para um desses gigantes. Em vez disso, a teoria diz que os dois buracos negros menores ficaram presos no anel de gás que cerca seu primo supermassivo. Em um ponto, o par se fundiu e criou o sinal GW190521. A força da fusão chutou o novo buraco negro através do anel e perturbou o gás o suficiente para disparar uma reação retardada (o flare). Isso explica por que o flash aconteceu 34 dias após o sinal GW190521, mas nada é certo. Há uma chance igual de que os dois eventos não tenham nada a ver um com o outro.

2. Eles têm blanets

Os planetas nascem da roda de poeira que gira em torno de uma estrela. Blanets, por outro lado, são mundos que se formam dentro do anel de poeira que orbita um buraco negro. Alguns blanets são rochosos e semelhantes à Terra, mas quase 10 vezes maiores. Outros são gigantes gasosos como Netuno. As planetas nunca foram encontradas. Mas um estudo em 2020 mostrou que os mundos estranhos devem existir. Um requisito para a construção de planetas é o gelo. Agindo como uma cola, o gelo faz com que as partículas de poeira grudem. Quando um aglomerado desenvolve gravidade suficiente, ele junta mais poeira e outros aglomerados. Eventualmente, o objeto se transforma em um planeta. Alguns buracos negros têm uma "linha de neve". Além dessa região, as coisas estão frias o suficiente para que se formem gelo e cobertores. Na Via Láctea, as condições são tão perfeitas que provavelmente milhares de blanets orbitam o buraco negro no centro de nossa galáxia.

1. Buracos negros liberam suas vítimas como curvas

Quando Stephen Hawking anunciou que os buracos negros morrem, outros físicos ficaram animados para aprender tudo o que pudessem sobre o ciclo de vida do fenômeno. Em seguida, o maior especialista em buracos negros, Hawking afirmou que os buracos negros evaporam. Mas isso levou a uma pergunta aparentemente sem resposta. Quando um buraco negro se aproxima do fim de sua vida e se desintegra, o que acontece com todas as coisas que ele consumiu? Os matemáticos destamparam seus marcadores do quadro branco e fizeram alguns cálculos. Eles concluíram que as "informações" roubadas simplesmente desaparecem - o que violou um zilhão de leis sagradas da física. Outra teoria sugeria que a informação vazou de volta para o espaço como curvas. Mas ninguém poderia provar as coisas de qualquer maneira. Recentemente, os físicos recorreram a computadores avançados e ferramentas matemáticas para resolver o impasse. Eles criaram buracos negros realistas, aceleraram sua evolução e observaram suas mortes de perto. Era apenas uma simulação, mas, incrivelmente, combinava com uma das teorias. Quando os buracos negros se aproximaram de sua condenação, as informações vazaram deles em curvas.