Buracos Negros.

Algumas pessoas acreditam em dimensões paralelas, em ficção científica, então busquei uma pesquisa sobre uma incógnita que até hoje, mesmo com o avanço é um mistério, o buraco negro. A seguir temos uma matéria do Prof. Renato Las Casas.

BURACO NEGRO
Buraco Negro é uma "coisa"
que de negro tem tudo,
mas de buraco não tem nada.
Prof. Renato Las Casas (13/12/99)
 
Buraco Negro é uma região do espaço onde o campo gravitacional é tão forte que nada sai dessa região, nem a luz; daí vermos negro naquela região. Matéria (massa) é que "produz" campo gravitacional a sua volta. Um campo gravitacional forte o suficiente para impedir que a luz escape pode ser produzido, teoricamente, por grandes quantidades de matéria ou matéria em altíssimas densidades.
 
Velocidade de Escape
 
Se atirarmos uma pedra para cima ela "sobe" e depois "desce", certo?
Errado!
Se atirarmos um corpo qualquer para cima com uma velocidade "muito" grande, esse corpo "sobe" e se livra do campo gravitacional da Terra, não mais "retornando" ao nosso planeta.
A velocidade mínima para isso acontecer é chamada de velocidade de escape. A velocidade de escape na superfície da Terra é 40.320 Km/h. Na superfície da Lua, onde a gravidade é mais fraca, é 8.568 Km/h, e na superfície gasosa do gigantesco Júpiter é 214.200 Km/h.
A velocidade da luz é aproximadamente 1.080.000.000 Km/h. Um buraco negro é um corpo que produz um campo gravitacional forte o suficiente para ter velocidade de escape superior à velocidade da luz.
A massa do Sol (0,2 X 10³¹Kg) é 333 mil vezes a massa da Terra e seu diâmetro (1,4 milhões de quilômetros) é mais de 100 vezes o diâmetro da Terra. Ele se transformaria em um buraco negro caso se contraísse a um diâmetro menor que 6 Km.
 
Detecção
 
Uma vez que nada sai de um buraco negro, nada de um buraco negro chega até nós. Resta-nos então observá-lo indiretamente, através de sua ação sobre sua vizinhança. "Vemos" um buraco negro observando "coisas" que o rodeiam sob a ação do seu campo gravitacional ou então que "caem" em sua direção, também sob a ação desse mesmo campo gravitacional.
A velocidade com que a matéria, a uma determinada distância de um corpo, o orbita, é proporcional à gravidade desse corpo. Mesmo sem vermos o corpo central podemos saber qual a sua massa se virmos e medirmos a velocidade de nuvens de gás e poeira que o orbitam, por exemplo.
Uma outra situação: se sob a ação da gravidade do corpo central, matéria "cai" em direção a ele, esse material enquanto vai "caindo" vai se comprimindo; por se comprimir vai se esquentando, e quanto mais quente fica, mais irradia... Também nesse caso, se medimos essa radiação, obtemos informações sobre o corpo central.
 
Buracos Negros Super Massivos
 
Em 1994, astrônomos que trabalhavam com o Telescópio Espacial Hubble, não apenas obtiveram fortes indícios da presença de um buraco negro no centro de uma galáxia espiral, como também mediram a sua massa. Através de um efeito bem conhecido da física (Efeito Doppler) foi possível medir a velocidade de gás e poeira girando em torno do centro da galáxia M87.
Pelo desvio das linhas espectrais da radiação emitida por esse material, chegou-se à conclusão que ele gira em torno do núcleo de M87 com uma velocidade muito grande. Para manter esse material com uma velocidade tão grande é preciso uma massa central também muito grande. Uma quantidade tão grande de massa no volume interno à órbita do material que o circula só pode ser um buraco negro. A massa deste buraco negro foi estimada em 3 bilhões de massas solares.
 

 
Posteriormente foram obtidos indícios de outros buracos negros no centro de outras galáxias. A tabela abaixo nos apresenta 17 galáxias que atualmente suspeitamos possuírem buracos negros supermassivos em seus centros. Também é apresentada a massa estimada desses buracos negros.
 
Nome da Galáxia
Massa do Buraco Negro (Sol=1)

IE1740.9-2942
100 centenas

SgrA*
2 milhões

Messier 32
3 milhões

Centaurus A
< 14 milhões

Messier 31
30 milhões

Messier 106
40 milhões

NGC 3379
50 milhões

NGC 3377
100 milhões

Messier 84
300 milhões

NGC 4486B
500 milhões

NGC 4594
1 bilhão

NGC 4261
1 bilhão

NGC 3115
2 bilhões

Messier 87
3 bilhões

Cygnus-A
5 bilhões

NGC 4151
Não Conhecido

Messier 51
Não Conhecido

 
Hoje acreditamos ser possível que toda grande galáxia tenha um buraco negro, de massa equivalente a milhões ou bilhões de estrelas, em seu centro. Esses buracos negros podem ter se formado no universo primitivo, a partir de gigantescas nuvens de gás ou então depois das galáxias já formadas, a partir do "colapso" de imensos aglomerados estelares.
 
Buracos Negros Estelares
 
Antes da fantástica descoberta acima descrita a procura por buracos negros no universo se concentrava principalmente na possível detecção de objetos muito compactos com massa algumas poucas vezes maior que a massa do Sol e que estariam espalhados nas galáxias.
Desde 1939 acreditamos que, em seu processo evolutivo, uma estrela de massa maior que 3,2 vezes a massa do Sol, quando acaba o seu combustível, pode "desabar sob seu próprio peso". Essa estrela pode se contrair tanto que dê origem a um campo gravitacional forte o suficiente para impedir que a luz escape de suas proximidades. Um buraco negro!
Se um buraco negro desses estiver envolto por uma nuvem de gás e poeira ou se tiver uma estrela por companheira, pode ser que tenhamos matéria dessa nuvem ou dessa estrela "caindo" no buraco negro e então irradiando (principalmente na freqüência de raio X). Um número considerável de estrelas da nossa galáxia forma sistemas duplos. É possível então que tenhamos vários buracos negros cabíveis de serem detectados através dessa radiação.
Cygnus X-1 é uma "fonte de raios X", companheira de uma estrela de massa aproximadamente 30 vezes a do Sol (HDE 226868) e é um dos mais fortes candidatos a buraco negro conhecido.
 

 
A tabela abaixo nos apresenta 8 estrelas que acreditamos possam ser companheiras de buracos negros. Também é apresentada a massa estimada desses buracos negros.
 
Nome da Estrela
Massa do Buraco Negro (Sol=1)

A0620-00
3 - 4

Cygnus X-1 (HDE 226868)
4 - 8

Sco X-1
3 - 10

GS2000+25
3 - 10

GX339-4
3 - 10

V 404 Cygni
8 - 12

Nova Muscae 1991
3 - 10

Nova Ophiuchi 1977
6 - 7

 
Uma Nova Classe de Buracos Negros
 
Em abril passado astrônomos da NASA e da Carnegie Mellon University comunicaram haver obtido, separadamente, evidências da existência de buracos negros de massas variando entre 100 e 10.000 massas solares, nos centros de algumas galáxias.
Os astrônomos da NASA obtiveram tal evidência estudando raios X emitidos por 39 galáxias próximas à nossa. NGC 4945, uma galáxia espiral muito parecida com a Via Láctea (nossa galáxia), é uma dessas. Os astrônomos da Carnegie Mellon University chegaram à mesma evidência estudando raios X provenientes de M82.
Têm sido elaboradas teorias procurando entender a origem desses buracos negros "meio pesados".
 

 
Mini Buracos Negros?
Vale a pena lembrar que muitos astrônomos e físicos acreditam na existência de mini buracos negros que teriam sua origem nos primórdios do universo.
Alguns procuram explicar a explosão que ocorreu sobre o rio Tunguska na Sibéria em 1908 e destruiu mais de 2.150 quilômetros quadrados de densa floresta, à colisão de um desses mini buracos negros com a Terra.

Buracos negros
www.zenite.nu?buraconegro
JOSÉ ROBERTO V. COSTAAstronomia no Zênite
O Universo é tudo para nósAs estrelas não duram para sempre. Embora não sejam seres vivos, cada uma tem um ciclo que vai do seu nascimento, envolta numa nuvem de gás como um recém-nascido ainda molhado pela placenta da mãe; passa pela maturidade, que na Astronomia recebe o nome de “seqüência principal”, e por fim chega à morte, a extinção de seu brilho.

Cada estrela tem um ciclo parecido, mas a duração e o modo como morrem pode variar bastante (assim como os seres vivos!). Diz-se que uma entre cada cem estrelas que chegam ao seu último momento de existência faz de seu “canto de cisne” um evento formidável. Elas explodem violentamente difundindo de uma só vez energia equivalente a um bilhão de sóis e se fazem notar entre as estrelas de toda a galáxia. São as supernovas.
Após a explosão das supernovas de grande massa, pensa-se que o núcleo da estrela original seria capaz de se contrair, sob ação da força de gravidade, até se transformar num buraco negro.

No interior de um buraco negro a concentração de matéria é tão grande que nada pode escapar. Nem mesmo a luz (daí porque é chamado “negro”) que é um tipo de radiação, formada por partículas chamadas fótons.

Os buracos negros são uma das mais importantes descobertas científicas de todo o século XX. Em seu interior as leis que regem o Universo parecem desmoronar-se, junto com nossos conceitos sobre tempo e espaço. O inexplicável, o desconhecido reside nas entranhas desse monstro, capaz de alimentar-se de outras estrelas e, para alguns, acabar por engolir todo o Universo.
Como nascem as estrelas
QUANDO O SOL EXTINGUIR SUA LUZ, daqui a cerca de cinco bilhões de anos, o destino da Terra e de todo o sistema solar interior será bastante cruel.

Nossa estrela mãe não tem massa suficiente para terminar seus dias explodindo como uma supernova, mas seu desequilíbrio final vai transformá-la numa estrela gigantesca, que engolirá os planetas mais próximos, calcinando-os.

Mas pelo menos eles não serão derretidos por uma supernova. Não haverá um buraco negro no lugar do Sol. Buracos negros são o último estágio na evolução de uma estrela com muita massa; entre 8 a 15-20 vezes mais que o Sol.

As estrelas surgem de imensas nuvens compostas de pequenas partículas de matéria – comumente chamadas simplesmente de poeira – e de gás hidrogênio, que existe em abundância no Universo.

Muitas vezes essas nebulosas permanecem em equilíbrio, tranqüilas como as nuvens em nosso céu. Mas é preciso pouco para lhes tirar deste estado, fazendo com que a própria atração gravitacional produza uma contração incessante em certos pontos, ou nódulos da nuvem de gás e poeira.

A nebulosa também começa a girar e à medida que aumentam a temperatura e a pressão em seu interior forma-se um ou mais corpos, tão quentes e massivos, que em dado momento passam a acontecer reações termonucleres em seu interior, produzindo muita luz e energia. Assim nasce uma estrela.
Surge um buraco negro
DEPOIS DE PERMANECER UM LONGO TEMPO BRILHANDO FORTE e convertendo o seu hidrogênio em hélio, as estrelas entram em colapso. É aí que seus destinos dependem de quão grandes elas são. As muito massivas, como já vimos, explodem. No lugar das supernovas o núcleo original da estrela, que serviu de “apoio” para a explosão, se contraí. Às vezes surge em seu lugar uma pequena estrela que gira como um farol: é o pulsar.

Buraco negro distorce o espaço ao redor, agindo como uma lente gravitacional. Concepção artística.

Outras vezes o núcleo não pára mais de se contrair e nasce um buraco negro. Mesmo sendo invisível, sua presença é palpável. A matéria adicionada em um disco ao redor de um buraco negro emite raios X – e foi assim que sua existência foi confirmada. Uma fonte denominada Cygnus X-1, na constelação de Cisne, foi provavelmente o primeiro buraco negro descoberto pelos astrônomos, em 1971.

Hoje, há fortes suspeitas que o centro da Via Láctea – a galáxia onde vivemos – abrigue um super buraco negro, milhões de vezes mais massivo que o Sol. Ou então vários de menor massa.