Grupo de pesquisa da USP descobre relações entre buracos negros

Descobertas estão relacionadas às massas dos astros e à energia que os envolve

Ilustração feita pela Nasa mostra um buraco negro expelindo jatos de energia. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

Por Vinícius Sayão – vasayao@gmail.com

“Buracos negros guardam os grandes mistérios do Universo. Se soubéssemos a estrutura completa de um buraco negro, teríamos a chave para fechar a física”, é assim que Rodrigo Nemmen, professor e astrofísico do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP (IAG-USP), define seu objeto de estudo. Buracos negros são astros compactos nos quais a gravidade é fenomenalmente grande, chegando a alterar a estrutura espaço-tempo ao seu redor. É daí que vem o termo “buracos”: são buracos no tecido do espaço-tempo do universo. A gravidade de um buraco negro é tão grande que ela absorve a luz, por isso são “negros”. Em busca da “chave” para fechar a física, o grupo de estudos de Nemmen fez descobertas importantes a respeito desses astros.

Buracos negros possuem uma grande variedade de massas. Existem buracos negros estelares (massa cerca de 10 vezes a massa do Sol), enquanto outros são supermassivos (milhões a bilhões de vezes a massa do Sol). No início de 2013, Rodrigo Nemmen, em artigo publicado pela revista Science, descobriu que é possível compreender a vida de um buraco negro maior, supermassivo, a partir de resultados em menores. Pode-se extrapolar com segurança os resultados obtidos na pesquisa de um para outro.

Existem coisas mais fáceis de se estudar em um “magrinho”, enquanto outras são mais fáceis no “grandalhão”. A descoberta facilita, portanto, o estudo dos astros. “Em apenas alguns dias, os buracos negros menos massivos passam por diversas fases do seu ciclo de vida. Coisas que em um supermassivo demoraríamos centenas de milhares de anos para observar as mesmas mudanças. A massa dita a escala de tempo do sistema”, exemplifica Nemmen.

A galáxia na qual o buraco negro está inserido o “alimenta” com plasma (gás carregado, que possui campo magnético). Porém, os buracos negros também jogam energia de volta para a galáxia, em jatos de gás, e essa energia tem capacidade para influenciar o funcionamento da galáxia. Outra descoberta mais recente, publicada no ano passado, se relaciona a isso. Nemmen, em parceria com a Universidade da Califórnia, concluiu que existe mais energia em um tornado do buraco negro do que combustível que a natureza está dando para ele. Seria como se um carro apresentasse um desempenho maior do que aquele fisicamente permitido pela quantidade de combustível colocado nele.

O combustível extra vem da energia armazenada na rotação do buraco negro. Há uma enorme quantidade de energia no giro em torno do próprio eixo e que se acumula em volta do astro. Essa energia é expelida em tornados de gás. “Quando um buraco negro gira ao redor dele, ele altera a estrutura do espaço ao seu redor. Faz o espaço ser ‘arrastado’ junto com seu giro. Tudo que está próximo a ele será obrigado a girar junto”, conclui Nemmen.

 

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