Velocidade Máxima no Espaço: O Giro Incrível do Buraco Negro Sagitário A*
No coração da Via Láctea, há um imenso buraco negro, que não está apenas girando, mas faz isso a velocidades quase máximas, arrastando consigo tudo o que está próximo.
Cientistas, utilizando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, conseguiram medir a velocidade de rotação do buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, conhecido como Sagitário A* (Sgr A*). Eles observaram os raios-X e as ondas de rádio emitidos pelo material expulso pelo buraco negro para realizar essas medições.
A velocidade de rotação de um buraco negro é identificada pela letra “a” e é medida numa escala de 0 a 1, sendo 1 a velocidade rotacional máxima que um buraco negro pode atingir, uma fração considerável da velocidade da luz. Ruth A. Daly, física da Penn State, e sua equipe descobriram que a velocidade de rotação do Sgr A* está entre 0,84 e 0,96, aproximando-se do limite máximo para a rotação de um buraco negro. Este estudo foi divulgado no dia 21 de outubro na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Xavier Calmet, um físico teórico da Universidade de Sussex que não participou da pesquisa, explicou à Live Science que essa descoberta tem implicações profundas para a nossa compreensão sobre a formação de buracos negros e os processos astrofísicos associados a esses enigmáticos objetos cósmicos.
Os buracos negros diferem dos outros objetos cósmicos em sua natureza. Enquanto planetas, estrelas e asteroides são corpos sólidos com superfícies físicas, os buracos negros são regiões no espaço-tempo cercadas por uma superfície não física chamada horizonte de eventos, além do qual nenhuma luz pode escapar.
“Enquanto a rotação de um planeta ou estrela é governada pela distribuição de sua massa, a rotação de um buraco negro é descrita pelo seu momento angular”, disse Calmet. “Devido às forças gravitacionais extremas próximas a um buraco negro, a rotação faz com que o espaço-tempo se torne extremamente curvado e torcido, formando o que é conhecido como ergosfera. Esse efeito é único dos buracos negros e não ocorre com corpos sólidos como planetas ou estrelas.”
Isso significa que, quando giram, os buracos negros literalmente entortam o próprio tecido do espaço-tempo e arrastam consigo qualquer coisa dentro da ergosfera.
Este fenômeno, chamado de “arrasto de referencial” ou “efeito Lensing-Thirring”, significa que, para entender como o espaço ao redor de um buraco negro se comporta, os pesquisadores precisam conhecer seu giro. Esse arrasto de referencial também dá origem a efeitos visuais estranhos ao redor dos buracos negros.
“À medida que a luz viaja perto de um buraco negro em rotação, a rotação do espaço-tempo faz com que a trajetória da luz seja curvada ou torcida”, explicou Calmet. “Isso resulta em um fenômeno chamado lente gravitacional, onde a trajetória da luz é dobrada devido à influência gravitacional do buraco negro em rotação. O efeito de arrasto de referencial pode levar à formação de anéis de luz e até à criação da sombra do buraco negro. Estes são manifestações da influência gravitacional dos buracos negros sobre a luz.”
A velocidade teórica máxima de um buraco negro é determinada por como ele se alimenta de matéria e, consequentemente, como cresce.
“À medida que a matéria cai em um buraco negro, ela aumenta a rotação do buraco negro, mas há um limite para o quanto de momento angular ele pode possuir”, disse Calmet. “Outro fator é a massa do buraco negro. Buracos negros mais massivos têm um puxão gravitacional mais forte, tornando mais desafiador aumentar sua rotação.
“Além disso, a interação entre o buraco negro e seu entorno, como discos de acreção, pode transferir momento angular e afetar a rotação do buraco negro”, acrescentou.
Isso pode explicar por que o Sgr A*, com uma massa equivalente a cerca de 4,5 milhões de sóis, tem uma velocidade de rotação entre 0,84 e 0,96, enquanto o buraco negro supermassivo no coração da galáxia M87 — o primeiro buraco negro a ser fotografado —, que possui uma massa equivalente a 6,5 bilhões de sóis, gira a uma velocidade entre 0,89 e 0,91. [Live Science]
