Astronomia e Universo

Como poderíamos finalmente observar a matéria escura, a substância invisível que compõe a vasta maioria da massa do Universo, de uma forma verdadeiramente original? Uma via promissora pode ter sido descoberta ao analisarmos as sutis distorções do espaço-tempo produzidas por buracos negros. Representação esquemática das ondas gravitacionais geradas por dois buracos negros em órbita próxima um do outro, pouco antes de sua colisão (mais precisamente, coalescência). A chave para essa abordagem reside no estudo das ondas gravitacionais (explicações no final do artigo), essas minúsculas ondulações na estrutura do espaço que se propagam à velocidade da luz. Quando um pequeno buraco negro orbita um muito mais massivo localizado no centro de uma galáxia, ele emite um sinal contínuo dessas ondas por milhares de anos antes de finalmente se fundirem. Essa lenta evolução constitui uma assinatura única que instrumentos futuros poderão capturar com uma precisão sem precedentes. Uma equipe do Inst...

Os buracos negros, esses objetos cósmicos dos quais nem mesmo a luz consegue escapar, permanecem, por definição, invisíveis aos nossos olhos. Como então compreender o seu comportamento? Uma equipa de astrofísicos deu um passo gigantesco ao criar as simulações mais detalhadas até à data da matéria a cair num buraco negro. Primeiras simulações da acreção de buracos negros incluindo a relatividade geral e a radiação, reproduzindo comportamentos observados no Universo. Crédito: Stock   Publicado na The Astrophysical Journal, este estudo usa supercomputadores de última geração para modelar a acreção com uma física completa, incluindo a relatividade geral e a radiação. É assim que, pela primeira vez, os comportamentos observados no Universo são reproduzidos fielmente, oferecendo uma janela para fenômenos antes inacessíveis. Este sucesso exigiu o acesso a máquinas exascale como a Frontier e a Aurora. Estes computadores, que ocupam salas inteiras, podem realizar quintiliões de operaçõe...

Os principais telescópios espaciais de raios X, XMM-Newton e XRISM, detetaram uma extraordinária erupção de um buraco negro supermassivo. Numa questão de horas, o monstro gravitacional provocou ventos poderosos, lançando material para o espaço a uma velocidade impressionante de 60.000 quilómetros por segundo.     Esta impressão de artista representa o buraco negro no interior de NGC 3783. O "donut" rodopiante de material dourado é conhecido como disco de acreção: um anel de material que está a orbitar o buraco negro e que acabará por ser devorado, puxado para cada vez mais perto pela gravidade colossal do buraco negro. A secção brilhante assinala uma região superaquecida de material - um "ponto quente" que foi visto a libertar primeiro uma erupção de raios X em "loop" e depois o intenso fluxo de ventos visto a disparar para o topo da imagem. Crédito: ESA, ATG Europe O gigantesco buraco negro esconde-se no interior de NGC 3783, uma bela galáxia espiral foto...

Como os primeiros buracos negros poderiam ter se formado imediatamente após o Big Bang, mesmo antes das estrelas se acenderem? Essa questão ressurgiu com uma observação recente que pode mudar nossa compreensão do Universo.   Em 12 de novembro, os detectores de ondas gravitacionais LIGO e Virgo registraram um sinal muito incomum, denominado S251112cm. A análise indica que ele se originou da fusão de dois objetos, um dos quais tem massa menor que a do nosso Sol. Tal característica é incompatível com buracos negros clássicos formados a partir de estrelas mortas ou com estrelas de nêutrons, tornando o evento extremamente incomum. Um físico da Universidade de Durham disse à revista Science que essa seria uma descoberta importante, já que nenhum processo astrofísico convencional consegue explicá-la. Buracos negros primordiais são uma hipótese para explicar esse tipo de sinal. Ao contrário de suas contrapartes estelares, eles não nascem do colapso de uma estrela massiva. Os cientistas...

  Em outras palavras, a matéria viajou a 20% da velocidade da luz. O monstro gravitacional gerou ventos poderosos, lançando material para o espaço a velocidades impressionantes de 60.000 km por segundo. (Crédito da imagem: Agência Espacial Europeia (ESA)) Buracos negros supermassivos são notoriamente devoradores desordenados, mas o gigante no coração da galáxia espiral NGC 3783 realmente supera todos os outros — e ainda os lança para o espaço a um quinto da velocidade da luz. Astrônomos recentemente detectaram uma rajada de partículas quentes e carregadas irrompendo de um buraco negro após uma poderosa erupção de raios X ocorrida poucas horas antes. Como descreveu Matteo Guainazzi, um dos coautores do estudo, em um comunicado, imagine uma tempestade cósmica "semelhante às erupções solares , mas em uma escala quase inimaginável". Guainazzi é cientista do projeto do telescópio de raios X XRISM da Agência Espacial Europeia , responsável por esses resultados. E essa visão d...

Um par celestial único foi identificado a aproximadamente 3.800 anos-luz de distância, na constelação de Centauro. Designado Gaia BH2, este sistema combina uma gigante vermelha em rápida rotação com um companheiro invisível: um buraco negro. O par foi detectado pela primeira vez em 2023 pelo satélite Gaia da Agência Espacial Europeia , especializado em mapeamento estelar . Para investigar melhor essa descoberta, uma equipe recorreu ao satélite TESS da NASA, originalmente projetado para a busca de exoplanetas. Imagem Wikimedia A principal ferramenta para esta investigação foi o estudo de tremores estelares, oscilações que sacodem a superfície das estrelas. Assim como os sismólogos sondam o interior da Terra usando ondas sísmicas, os astrofísicos usam essas vibrações para sondar as camadas internas das estrelas (veja a explicação no final do artigo). O líder da equipe, Daniel Hey, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, indicou que essas oscilações estelares nos permitem com...

  Como é um buraco negro? O Telescópio Horizonte de Eventos (EHT), um telescópio virtual que cobre quase a Terra inteira, tirando proveito de uma técnica conhecida como interferometria de linha de base muito longa (VLBI), fez história ao revelar as primeiras imagens do buraco negro da galáxia M87 e, um pouco depois, a primeira imagem do buraco negro no centro da Via Láctea, o Sagitário A*. Na resolução atual dos telescópios, os buracos negros previstos por diferentes teorias da gravidade ainda apresentam grande semelhança, dificultando decidir qual está certa. [Imagem: Luciano Rezzolla/Goethe University] Na verdade, ambas as imagens mostram essencialmente a sombra dos buracos negros. "O que vocês veem nessas imagens não é o buraco negro em si, mas sim a matéria quente em sua vizinhança imediata. Enquanto a matéria ainda estiver girando fora do horizonte de eventos - antes de ser inevitavelmente atraída para dentro dele - ela pode emitir sinais finais de luz que podemos, em pri...

A detecção de duas fusões singulares de buracos negros, com apenas um mês de intervalo no final de 2024, amplia nossa compreensão da natureza e evolução das colisões mais violentas do Universo. Certas características dessas fusões sugerem a possibilidade de "buracos negros de segunda geração", que seriam o resultado de coalescências anteriores, provavelmente ocorrendo em ambientes cósmicos muito densos e congestionados, como aglomerados estelares, onde os buracos negros têm maior probabilidade de se encontrar e se fundir repetidamente. Fusão de dois buracos negros. Crédito: LIGO/Caltech/MIT. Em um novo artigo publicado no The Astrophysical Journal Letters, a colaboração internacional LIGO-Virgo-KAGRA anuncia a detecção de dois eventos de ondas gravitacionais em outubro e novembro do ano passado, exibindo rotações incomuns de buracos negros. Essa observação fornece uma nova e importante peça do quebra-cabeça para a nossa compreensão do fenômeno mais elusivo do Universo. On...

  Crédito da ilustração: NASA GSFC , J. Schnittman e B. Powell ; Texto: Francis Reddy ( Universidade de Maryland , NASA GSFC )   Como seria mergulhar em um buraco negro monstruoso? Esta imagem, gerada por um supercomputador , mostra todo o céu visto por uma câmera simulada mergulhando em direção a um buraco negro de 4 milhões de massas solares, semelhante ao que está no centro da nossa galáxia . A câmera está a cerca de 16 milhões de quilômetros do horizonte de eventos do buraco negro e se move para dentro a 62% da velocidade da luz . Graças aos efeitos de distorção gravitacional , a faixa estrelada da Via Láctea aparece tanto como um laço compacto na parte superior da imagem quanto como uma imagem secundária que se estende pela parte inferior. Passe o cursor sobre a imagem para obter explicações adicionais. Visualizações como esta permitem que os astrônomos explorem buracos negros de maneiras que seriam impossíveis de outra forma. Apod.nasa.gov

O Universo é palco de colisões titânicas entre objetos massivos, gerando ondas que se propagam através do tecido do espaço-tempo. A detecção dessas ondas gravitacionais inaugurou uma nova era para a astrofísica , permitindo a observação de eventos como a fusão de buracos negros. Quando dois buracos negros colidem e se fundem, liberam ondas gravitacionais. Essas ondas são detectadas pelos observatórios LIGO-Virgo-KAGRA na Terra, permitindo que os cientistas determinem a massa e a rotação dos buracos negros. O sinal de fusão GW250114, registrado pelo LIGO em janeiro de 2025, oferece novas perspectivas sobre esses gigantes cósmicos. Crédito: Maggie Chiang para a Fundação Simons.   Esses fenômenos, antes puramente teóricos, agora se tornam acessíveis graças a instrumentos cada vez mais sensíveis. Os cientistas podem, assim, testar previsões feitas décadas atrás, abrindo caminho para uma compreensão mais profunda das leis fundamentais que governam o cosmos. Uma colaboração internaci...