Consultório Astronômico: Como os Buracos Negros São Descobertos?

Buracos negros são objetos astrofísicos com uma massa por unidade de volume, ou seja, densidade quase inacreditável. Eles são tão pesados que são capazes de distorcer o espaço ao seu redor. Dentro de uma determinada distância dos buracos negros – região chamada de horizonte de eventos – a distorção do espaço é tão forte que absolutamente nada, nem mesmo a luz ou qualquer outra radiação pode escapar.

Então os buracos negros – como o nome diz – aparece completamente negro para os olhos humanos. Assim, por definição, ou de acordo com a teroria da Relatividade Geral de Albert Einstein, os buracos negros não podem ser observados. Desse modo, como os astrofísicos sabem que eles existem?

De fato, existem muitas evidências circunstânciais que indiretamente demonstram a existência dos buracos negros. No centro da Via Láctea, existem estrelas que estão se movendo ao redor de um centro de massa invisível na velocidade da luz. Logicamente as órbitas dessas estrelas evidenciam a existência de um buraco negro.

A matéria na vizinhança de um buraco negro é atraída pela sua gravidade, mas é incapaz de cair diretamente no centro do buraco negro devido ao seu momento angular. Se o buraco negro é circundado por gás interestelar, ele primeiro é acumulado no se chama de disco de acreção. Devido a fricção entre as partículas acumuladas e o campo magnético, o disco esquenta e então emite brilho em todas as cores do espectro. Essa radiação pode ser medida por telescópios modernos  e é mais um indicativo da presença e existência dos buracos negros.

Se uma estrela se aproxima muito de um buraco negro, ela é extraordinariamente torcida e nesse processo emite uma radiação característica na banda de raio X. A curvatura do espaço causada pelos buracos negros, influencia a passagem da luz. Os raios de luz não passam por uma massa como uma linha reta, eles são divergidos como se passassem por uma lente – desse modo os buracos negros podem funcionar como lentes gravitacionais. Se nós somos capazes de observar a órbita contorcida de uma estrela em particular, é possível concluir que essa distorção e causada por uma lente gravitacional, que provavelmente é um buraco negro.

Um efeito adicional do buraco negro será provavelmente de ser detectado quando os rádio telescópios estiverem interconectados nos próximos anos. A radiação proveniente de áreas localizadas fora do horizonte de eventos é fortemente suprimida devido a efeitos relativísticos. Essa zona negra – conhecida como a sombra do buraco negro – é ainda muito fraca para ser observada com os telescópios tradicionais, somente com a conexão entre os radiotelescópios será possível amplificar esse sinal e então observar com detalhe tal característica.

Quando os astrofísicos identificam os buracos negros eles usam métodos como se fossem detetives saídos de contos como o Sherlock Holems. Eles fazem medidas altamente precisas, coletam informações e as analisam usando concluões lógicas. Os modernos telescópios e a alta tecnologia envolvida nessa identificação agem como a lupa usada por Sherlock Holmes para desvendar os crimes de sua época.

A simulação de um buraco negro contra o fundo da Via Láctea.
A simulação de um buraco negro contra o fundo da Via Láctea.

(Fonte: http://spacefellowship.com/2009/12/07/astronomy-question-of-the-week-how-is-a-black-hole-discovered/)

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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