Primeira prova de rotação de um Buraco Negro
Uma evolução revolucionária no campo da astronomia trouxe evidências conclusivas de um buraco negro em rotação, validando ainda mais a teoria da relatividade de Albert Einstein.
Esta conquista notável surgiu de uma extensa análise dos jatos energéticos emanados de um buraco negro colossal localizado no centro da galáxia vizinha Messier 87, que possui aproximadamente o tamanho de nosso sistema solar. Este buraco negro em particular, conhecido como M87, ganhou destaque significativo em 2019 quando se tornou o primeiro buraco negro a ser diretamente capturado em uma imagem, revelando sua distintiva sombra em forma de “rosquinha” envolta por um halo difuso de luz.
Cientistas especializados em astrofísica há muito tempo formularam a hipótese de que os buracos negros possuem a propriedade de rotação, mas o desafiador obstáculo de capturar imagens desses gigantes cósmicos dificultou a obtenção de evidências concretas até agora. Os resultados provenientes desta empreitada de pesquisa foram publicados em 27 de setembro na revista científica Nature.
Kazuhiro Hada, um astrônomo afiliado ao Observatório Astronômico Nacional do Japão, comentou: “Após o sucesso da imagem deste buraco negro nesta galáxia com o Event Horizon Telescope (EHT), a questão de saber se este buraco negro está em rotação tornou-se um ponto central de investigação entre os cientistas. Agora, a expectativa foi substituída pela certeza: este imenso buraco negro está de fato em rotação.”
Os buracos negros são conhecidos por sua extraordinária atração gravitacional, capazes de aprisionar qualquer coisa, incluindo a luz, em seu alcance. No entanto, essas entidades enigmáticas não são totalmente invisíveis. Buracos negros ativos são cercados por discos de acreção — vastas formações de matéria arrancadas de nuvens de gás e estrelas. Este material se aquece intensamente devido ao atrito à medida que espirala em direção ao núcleo do buraco negro.
Parte deste material aquecido é ejetada, formando dois jatos de matéria incandescente que, em cerca de 10% dos casos, atingem velocidades de 99,9% da velocidade da luz. O mecanismo responsável por conferir aos jatos de buracos negros a energia colossal necessária para tais velocidades extraordinárias tem intrigado os físicos por muito tempo. Uma possível explicação reside na teoria geral da relatividade de Einstein, que sugere que o material pode adquirir energia a partir dos campos magnéticos dos buracos negros que giram rapidamente em seus eixos.
Acredita-se que os buracos negros adquiram inicialmente parte de seu momento angular durante suas fases iniciais como estrelas. À medida que essas estrelas passam por um colapso gravitacional rápido, semelhante a patinadores artísticos que aproximam seus braços para aumentar sua velocidade de rotação, os buracos negros experimentam um fenômeno semelhante. Com o tempo, a rotação provavelmente intensifica devido à influência da matéria que cai de estrelas despedaçadas pelos buracos negros ou como resultado de colisões catastróficas com outros objetos celestes maciços.
Na busca por pistas sobre essa rotação elusiva, os astrônomos voltaram sua atenção para M87, um buraco negro supermassivo de proporções colossais. Esta entidade celestial, com uma massa 6,5 bilhões de vezes a do nosso Sol, atua como âncora gravitacional para uma galáxia inteira, deformando o espaço e o tempo ao seu redor.
Utilizando uma rede global de radiotelescópios que abrangeu o período de 2000 a 2022, os pesquisadores observaram um padrão notável: os jatos do buraco negro oscilavam para frente e para trás, semelhantes ao movimento rítmico de um metrônomo marcando um ciclo de 11 anos. Esse fenômeno indicava que o buraco negro estava passando por precessão, um movimento oscilatório em seu eixo, semelhante ao de um pião.
Cui Yuzhu, autor principal do estudo e astrônomo no Zhejiang Lab em Hangzhou, China, expressou entusiasmo com essa descoberta significativa, afirmando: “Estamos entusiasmados com esta descoberta significativa. Dada a pequena desalinhamento entre o buraco negro e seu disco de acreção e o período de precessão de 11 anos, acumular dados de alta resolução rastreando a estrutura de M87 ao longo de duas décadas e conduzir uma análise minuciosa foram essenciais para esta conquista.”
Além de confirmar a teoria de Einstein mais uma vez, essa descoberta levanta várias questões intrigantes. Estas incluem investigações sobre os eventos que podem ter induzido uma rotação tão rápida no buraco negro, bem como a possibilidade de identificar esferas de fótons — um anel tênue de luz que cerca o buraco negro e que poderia oferecer insights valiosos sobre a teoria da gravidade quântica. [Live Science]
