Buracos negros, quasares e supernovas: o fenômeno mais surpreendente no espaço sideral

Ao longo das últimas três décadas, o Telescópio Espacial Hubble tem nos ajudado a ter uma melhor visão do espaço sideral. Estimativas atuais indicam que existem cerca de 100 a 200 bilhões de galáxias em nosso universo observável. Alguns astrofísicos acreditam que esse número é subestimado; pode haver na verdade 2 trilhões de galáxias no total.

De qualquer maneira, o universo que conhecemos é insondável, e isso sem levar em conta a teoria das cordas e outras dimensões possíveis. Dentro deste enorme campo de bilhões de anos-luz de distância, ocorrem alguns dos fenômenos mais fascinantes que já observamos. E o que é mais legal: eles são muitas vezes interligados e nos surpreendem todos os dias com novos aspectos que iluminam cada vez mais nossa compreensão do universo.

Buracos negros, quasares e supernovas

Os buracos negros são objetos que possuem uma quantidade incrível de massa e densidade, tanto que nem mesmo a luz pode escapar dos limites de sua gravidade.  Embora ainda seja impossível ver diretamente um buraco negro, o advento dos telescópios espaciais com ferramentas avançadas nos permitiu detectá-los nos últimos anos. Hoje, os cientistas acreditam que há provavelmente um buraco negro supermassivo no centro de cada galáxia.

Sim, supermassivo. Isso porque buracos negros vêm em tamanhos variados. Alguns podem ser tão pequenos quanto um único átomo, mas sua massa é tão densa quanto uma cadeia de montanhas. Os buracos negros estelares têm em média a massa do nosso sol, e geralmente são criados quando uma grande estrela explode em uma supernova. Já os buracos negros supermassivos possuem milhões de vezes a massa do sol.

O quasar é uma corrente de energia semelhante a um jato, emitida por um buraco negro. Suas proporções são épicas em comparação com outros objetos espaciais em torno dele. Alguns buracos negros de 3 bilhões de vezes a massa do sol liberam quasares igualmente poderosos.

Concepção artística de um buraco negro supermassivo central de uma galáxia jovem

Quasares: as coisas mais brilhantes que já vimos

O primeiro quasar foi descoberto em 1963 pelo astrônomo Maarten Schmidt. Durante muito tempo, uma das questões mais intrigantes da astrofísica foi o mecanismo por trás desse fenômeno bizarro, intrinsecamente ligado a buracos negros.  Abreviação para “fonte de rádio quase estelar” (em inglês, quasi-stellar radio source), um quasar é um dos objetos mais brilhantes do universo. Acredita-se que alguns produzem 10 a 100 vezes mais energia do que toda a Via Láctea em um espaço confinado ao tamanho do nosso sistema solar. 

A maioria dos quasares estão a bilhões de anos-luz de distância de nós, e são monitorados medindo o espectro de sua luz. Embora não saibamos as operações exatas por trás desses objetos, temos algumas ideias.

O atual consenso científico é de que os quasares são produzidos por buracos negros supermassivos que estão consumindo matéria ao seu redor. À medida que a matéria é sugada para o buraco e gira, grandes quantidades de radiação na forma de raios-X, raios de luz visível, raios gama e ondas de rádio são disparadas. Esse “caos” todo é a energia que irrompe em forma de quasar.

Estrela? Não, quasar ou supernova

Representação artística do disco de acreção do ULAS J1120 + 0641, um quasar muito distante alimentado por um buraco negro com uma massa de dois bilhões de vezes a do sol

O 3C 273 – o primeiro quasar descoberto por Schimdt – foi inicialmente confundido com uma estrela. E esta não foi a primeira vez que objetos distantes no céu causaram o mesmo tipo de equívoco. Várias vezes na história da humanidade, mesmo antes de o telescópio ser inventado, supernovas foram observadas e confundidas com estrelas regulares. Uma supernova tem um começo extremamente brilhante que dura apenas um momento no tempo – é o fim da vida de uma estrela. Essa morte estelar pode brevemente ofuscar uma galáxia inteira e produzir mais energia que o sol em questão de segundos.

Uma das primeiras supernovas foi registrada em 185 dC por astrônomos chineses. Atualmente chamada de RCW 86, ficou no céu por oito meses. Houve um total de sete supernovas registradas antes dos telescópios, de acordo com a Encyclopedia Britannica. Uma famosa supernova que conhecemos hoje como Nebulosa do Caranguejo foi vista em todo o mundo por volta de 1054. Astrônomos coreanos registraram a explosão e nativos americanos podem ter sido inspirados por ela, de acordo com pinturas rupestres datadas da época. A supernova era tão brilhante que podia ser vista durante o dia.

Tudo está interligado

Em média, prevê-se que uma supernova ocorra uma vez a cada 50 anos em uma galáxia como a Via Láctea. Isso significa que uma estrela provavelmente está explodindo a cada segundo em algum lugar do universo.  Nem todas as estrelas se tornarão supernovas, entretanto; a forma como morrem depende do seu tamanho. Por exemplo, o sol não é grande o suficiente para explodir e deve se tornar uma gigante vermelha no final de sua vida.

Entre as estrelas que explodem em supernovas, existem dois tipos, de acordo com sua massa:

• Supernova Tipo I: uma estrela reúne matéria a partir de objetos vizinhos e provoca uma reação nuclear descontrolada que causa sua explosão;
• Supernova Tipo II: uma estrela fica sem combustível nuclear e colapsa sobre si mesma, geralmente causando um buraco negro.

As conexões entre quasares, buracos negros e supernovas são claras, mas complexas. O modo como tudo se soma está sendo lentamente desvendado por astrônomos, conforme eles colocam as peças cósmicas em seu lugar.  E estamos nos tornando cada vez melhores em testemunhar esses tipos de eventos e estudá-los. Inclusive, o astrônomo Duccio Macchetto, da Agência Espacial Europeia (ESA), acredita que descobriremos que os buracos negros têm um papel ainda mais importante na formação e evolução das galáxias nos próximos dez anos. Mal podemos esperar! 

Fonte: https://bigthink.com