Modelos Revelam Que Estrelas Podem Colapsar Em Buracos Negros Sem Explodir

Uma equipe de cientistas, recentemente estudou o que acontece quando estrelas massivas em rotação atingem o final de suas vidas.

As estrelas produzem energia fundindo elementos mais leves em elementos mais pesados em seus núcleos: hidrogênio em hélio, hélio em carbono, oxigênio e assim por diante até chegar no ferro. A energia produzida por essa fusão nuclear também fornece um suporte de pressão dentro da estrela, que equilibra a força da gravidade e permite que a estrela permaneça em equilíbrio.

Esse processo para no ferro. Além do ferro, a energia é necessária para manter a fusão maior do que aquela que está sendo emitida pela fusão. Uma estrela com um núcleo pesado de ferro contrai sob a gravidade, criando uma estrela de nêutrons, ou se for pesada o suficiente, um buraco negro. Nesse processo, as camadas externas da estrela explodem num flash brilhante, observável como uma supernova. Contudo, algumas estrelas massivas parecem desaparecer completamente sem qualquer explosão. As teorias sugerem que essas estrelas massivas colapsam completamente em buracos negros, mas será que isso é realmente possível.

Uma equipe de pesquisadores tentou então responder essa questão. Essa equipe se interessou particularmente em entender se uma estrela em rotação poderia calmamente colapsar diretamente num buraco negro, sem explodir.

Os pesquisadores descreveram um conjunto de simulações onde investigaram o colapso de uma nuvem de gás em rotação em um buraco negro. Eles descobriram que se o gás está girando muito rapidamente no começo, ele não pode colapsar de forma eficiente, ao invés disso, o gás cria uma estrutura na forma de donut ao redor do equador do buraco negro.

O que acontece nessas estrelas é que o calor gerado pelo gás caindo bate nessa estrutura gasosa em forma de donut em rotação e então irá arrancar as camadas externas da estrela criando uma explosão de supernova. Já uma pequena porcentagem de todas as estrelas, giram devagar, abaixo de um limite para a acumulação de gás acontecer, e podem, de fato, colapsar diretamente em um buraco negro, sem passar por uma explosão.

Os pesquisadores conseguiram integrar de forma elegante, a relatividade geral, técnicas sofisticadas de computação, modelos estelares e as últimas observações para explorar a formação de buracos negros a partir de estrelas massivas.

Fonte:

https://phys.org/news/2020-06-black-hole-reveals-star-collapse.html

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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