Buraco negro: como ele se forma e o que acontece se você for sugado por um?

Com certeza você já ouviu falar em buraco negro, já que o fenômeno científico aparece na ficção científica para explicar viagens no tempo, outras dimensões e até mesmo superpoderes quase impossíveis de acreditar. Mas o que é um buraco negro, de verdade? Como eles se formam e o que aconteceria se você fosse sugado por um deles?

Para explicar esse fenômeno que, Tilt conversou com a professora Thaisa Storchi-Bergmann, astrofísica, caçadora de buraco negro e membro da Academia Brasileira de Ciência, e também com a astrofísica Duília de Mello, vice-reitora da Universidade Católica da América, em Washington.

O que é um buraco negro?

Buracos negros são uma região do espaço com um campo gravitacional tão intenso que nem mesmo a luz consegue escapar de dentro dele. Depois de formados, a gravidade na região do buraco negro é tão forte que toda matéria atraída por ele é comprimida até ser destruída.

Como buracos negros se formam?

Existem dois tipos de buraco negro: os estelares e os supermassivos. O buraco negro estelar é produto final da morte de uma estrela massiva, com pelo menos 15 vezes mais massa do que o Sol. Essas estrelas vivem menos que o Sol e, quando explodem, são chamadas de supernova. No final da explosão, o que sobra pode virar um buraco negro ou um pulsar, que é uma estrela de nêutrons rodando rapidamente. As mais massivas viram buracos negros.

Já os buracos negros supermassivos no interior das galáxias são bem diferentes dos estelares. Não sabemos ao certo como eles nascem nem quanto tempo demora para ativá-los, mas sabemos que eles emitem raios-X e isto significa que eles estão ativamente ingerindo matéria.

Quanto tempo leva para se formar um buraco negro?

Apesar de durarem menos que o nosso Sol, as estrelas massivas que formam buracos negros estelares levam milhões de anos para explodir.

Quantos buracos negros existem no universo?

Estima-se que haja cerca de 100 milhões de buracos negros estelares somente na nossa galáxia, a Via Láctea. Além disso, existe um buraco negro supermassivo no seu centro.

Como o universo visível tem cerca de 200 bilhões de galáxias, podemos dizer que há aproximadamente 200 bilhões de buracos negros supermassivos mais 20 quintilhões de buracos negros estelares.

Qual o buraco negro mais próximo da Terra?

Em 2020, foi descoberto um buraco negro que fica a 1.120 anos-luz de distância da Terra, chamado HR6819 ou QV Tel, porque fica na constelação do Telescópio.

Se há outros mais próximos, ainda não sabemos porque é bem difícil de se encontrar buracos negros. No caso do QV Tel, ficamos sabendo da existência dele porque uma das estrelas do Sistema Estelar apresenta uma órbita que parece estar centrada em um objeto cinco vezes maior que o Sol, mas invisível.

O que aconteceria se você caísse em um buraco negro?

Depende do tipo de buraco negro. Se você chegar perto de um estelar, vai virar 'espaguete' pela intensa força de maré ao se aproximar dele. Mas se for um supermassivo, como o mostrado no filme "Interestelar" (2014), você vai chegar no horizonte de eventos sem acontecer nada. Mas possivelmente vai ser esmagado quando chegar próximo ao centro.

Quando algo se aproxima do centro do buraco negro, a primeira coisa que acontece é um "esquentamento" do disco que fica ao redor dele. Depois disso, o que sobra é destruído e se adiciona à massa do buraco negro.

O que é um horizonte de eventos?

O horizonte de eventos é o que poderíamos chamar de superfície do buraco negro. Ao ultrapassar o horizonte de eventos, a luz não consegue mais escapar e tudo que ultrapassa o horizonte não sai mais.

Quem descobriu o primeiro buraco negro?

O primeiro cientista a utilizar o termo "buraco negro" foi o americano John Wheeler, em 1967. Em seus estudos, ele já falava sobre o colapso das estrelas e sobre os objetos resultantes desses fenômenos. Todas as descobertas estavam de acordo com a Teoria da Relatividade Geral, criada por Albert Einstein. Uma das mais famosas teorias propostas pelo cientista diz que corpos massivos muito grandes produzem uma deformação no espaço-tempo.

É possível que um buraco negro "engula" uma galáxia inteira?

Isto pode acontecer, mas muito lentamente. Um buraco massivo como o da Via Láctea, por exemplo, captura uma estrela a cada 10 mil anos. Então, vai demorar muito para acabar devorando 200 bilhões de estrelas. Embora, quanto maior ele fica, mais fácil e rápido será possível capturar novas estrelas.

O processo é muito lento porque o buraco negro só engole coisas que estejam mais próximas do que o chamado "raio de maré", nome dado à distância limite para um corpo se aproximar dele sem ser destruído. Tal distância é pequena se comparado ao tamanho do buraco negro.

Se buracos negros não são visíveis, como descobrimos coisas sobre eles?

À medida que a matéria cai em direção ao buraco negro, um disco se forma ao redor dele. O disco fica quente e com isso há emissão de energia em raio-X.

Cientistas usam satélites com detectores de sinais de raio-X para confirmar a presença de buracos negros. Outra forma de detectá-lo é perceber a sua influência nas estrelas que orbitam ao seu redor. Esse é o caso do buraco negro supermassivo no interior da Via Láctea.

Como é calculada a massa de um buraco negro supermassivo?

Pesquisas que envolvem a observação dos movimentos das estrelas nos centros das galáxias permitem o cálculo da massa dos buracos negros supermassivos. Ao calcular as órbitas solares das estrelas ao redor dele, é possível chegar ao seu tamanho.

Os buracos negros podem ficar menores?

Buracos negros têm uma força de gravidade tão poderosa que podem separar partículas "virtuais", que são partículas com energias opostas que geralmente se aniquilam. Mesmo no vácuo completo, o espaço está cheio dessas partículas. Devido à extrema força gravitacional, o físico Stephen Hawking sugeriu em 1974 que pares de fótons podem ser separados por buracos negros, um sendo absorvido e outro indo para o espaço.

O fóton absorvido tem energia negativa e subtrai a massa do buraco negro, enquanto o fóton que escapa se torna a radiação de Hawking. Essa emissão de luz espontânea foi comprovada, recentemente, por cientistas em laboratório. Esse processo seria capaz de diminuir o tamanho de um buraco negro até a sua completa extinção, mas isso levaria bilhões de anos (mais do que a idade do universo).

O Sol pode se tornar um buraco negro?

Não, pois os buracos negros estelares resultam da explosão de uma estrela pelo menos 15 vezes maior que o Sol.

Os buracos negros tiveram alguma influência em nosso planeta?

Quando se forma um buraco negro estelar, em geral é emitido um feixe colimado de raios gama com grande poder de destruição e qualquer planeta no caminho pode ser afetado. Acredita-se que isto possa ter acontecido com a Terra há 440 milhões de anos, quando há registros geológicos de uma extinção em massa.

Os raios gama podem destruir a camada de ozônio da Terra, o que deixaria a radiação ultravioleta chegar à nossa superfície e prejudicar a vida no planeta.