A maioria, se não todas, as galáxias no Universo parecem conter buracos negros supermassivos. Alguns dos maiores podem conter centenas de milhões, ou até bilhões de vezes a massa do nosso Sol E os ambientes em torno deles só pode ser chamado de "extremo". Os investigadores pensam que muitos poderiam estar girando às taxas máximas previstas pelas teorias da relatividade de Einstein - a uma fração significativa da velocidade da luz.
Quando duas galáxias se fundem, os seus buracos negros supermassivos eventualmente interagem. Quer através de uma colisão direta, ou por uma espiral para dentro até que eventualmente fundem-se.
E é aí que as coisas começam a ficar interessantes.
De acordo com simulações feitas pela GA Shields, da Universidade do Texas, Austin, e pela EW Bonning, da Universidade de Yale, o resultado é muitas vezes um recuo poderoso. Em vez se se juntarem, as forças são tão extremas que os buracos negros são chutados para longe em uma tremenda velocidade.
O chute máximo acontece com os dois buracos negros estão girando em sentidos opostos no mesmo plano orbital - imagine dois piões girando, um na direção do outro. Em uma fração de segundo, um buraco negro dá um pontapé suficiente para enviar o outro diretamente para fora da galáxia recém-fundida, para nunca mais voltar.
Na medida que um buraco negro dá um pontapé, o outro recebe uma quantidade enorme de energia, injetada no disco de gás e poeira em torno dele. O disco de acreção vai brilhar com um alargamento de raio-X suave que deve durar milhares de anos.
Assim, mesmo que as fusões entre buracos negros supermassivos são eventos extremamente raras, o brilho dura o tempo suficiente para que sejamos capazes de detectar um grande número no espaço agora. Os pesquisadores estimam que pode haver até 100 desses eventos recentes acontecendo em um raio de 5 bilhões de anos-luz da Terra.
Em outro tipo de colisão, ao invés do buraco negro lançar outro para longe, os dois agregam suas massas. Essa animação mostra como dois buracos negros se comportariam se, por qualquer motivo, começassem a se aproximar um do outro na nossa própria galáxia. Por mais que sejam apenas dois buracos negros na simulação, eles dobram a luz as estrelas próximas de maneiras estranhas e maravilhosas e acabam fazendo com que todo o espaço pareça estar derretendo.
Ondas gravitacionais
Mas o que você realmente vê? Para um tal evento cataclísmico, tudo isso poderia acontecer com notável discrição porque os buracos negros por sua própria natureza, não emitem luz diretamente. Em vez de luz, seria uma história diferente se nossos olhos pudessem ver as ondas gravitacionais.
Isto é o que a fusão de dois buracos negros pareceria. É uma simulação computadorizada das ondas gravitacionais que se propagam para longe da colisão titânica, um pouco ondas num lago quando uma pedra cai na água.
No caso de ondas gravitacionais, as perturbações não estão na água mas no contínuo espaço-tempo. Este é o 'tecido' matemático do espaço e do tempo que Albert Einstein usava para explicar a gravidade.
A Radiação gravitacional foi observada indiretamente, mas nunca vista diretamente. Sua detecção abriria toda uma nova maneira de estudar o Universo. A Radiação gravitacional é incrivelmente difícil de medir. As ondulações causam vibrações de 1 a cada 1000 000 000 000 000 000 000 átomos. Construir um detector para perceber isso é como medir a distância da Terra ao Sol na precisão do tamanho de um átomo de hidrogênio.
Após décadas de desenvolvimento de tecnologia e experiências, detectores estão se aproximando a sensibilidade necessária. As primeiras detecções são esperados nos próximos anos. Mas esses detectores podem ver apenas metade da imagem. A massa dos buracos negros determina a frequência da radiação gravitacional.
A fusão de pequenos buracos negros, cada um sobre algumas vezes a massa do Sol, irá criar ondas gravitacionais de alta freqüência que pode ser vista a partir do solo. Mas os buracos negros gigantes que permanecem no centro das galáxias com massas de um milhão de vezes a do Sol irão gerar ondas gravitacionais de muito menor frequência. Estes não podem ser detectados com os sistemas terrestres porque a interferência sísmica e outros ruídos vão submergir os sinais. Por isso, são necessários observatórios espaciais.
A ESA escolheu o Universo gravitacional como o foco para a terceira grande missão no plano Visão Cósmica, com uma data de lançamento de cerca de 2.034.
Em outro tipo de colisão, ao invés do buraco negro lançar outro para longe, os dois agregam suas massas. Essa animação mostra como dois buracos negros se comportariam se, por qualquer motivo, começassem a se aproximar um do outro na nossa própria galáxia. Por mais que sejam apenas dois buracos negros na simulação, eles dobram a luz as estrelas próximas de maneiras estranhas e maravilhosas e acabam fazendo com que todo o espaço pareça estar derretendo.
Mas o que você realmente vê? Para um tal evento cataclísmico, tudo isso poderia acontecer com notável discrição porque os buracos negros por sua própria natureza, não emitem luz diretamente. Em vez de luz, seria uma história diferente se nossos olhos pudessem ver as ondas gravitacionais.
Isto é o que a fusão de dois buracos negros pareceria. É uma simulação computadorizada das ondas gravitacionais que se propagam para longe da colisão titânica, um pouco ondas num lago quando uma pedra cai na água.
No caso de ondas gravitacionais, as perturbações não estão na água mas no contínuo espaço-tempo. Este é o 'tecido' matemático do espaço e do tempo que Albert Einstein usava para explicar a gravidade.
A Radiação gravitacional foi observada indiretamente, mas nunca vista diretamente. Sua detecção abriria toda uma nova maneira de estudar o Universo. A Radiação gravitacional é incrivelmente difícil de medir. As ondulações causam vibrações de 1 a cada 1000 000 000 000 000 000 000 átomos. Construir um detector para perceber isso é como medir a distância da Terra ao Sol na precisão do tamanho de um átomo de hidrogênio.
Após décadas de desenvolvimento de tecnologia e experiências, detectores estão se aproximando a sensibilidade necessária. As primeiras detecções são esperados nos próximos anos. Mas esses detectores podem ver apenas metade da imagem. A massa dos buracos negros determina a frequência da radiação gravitacional.
A fusão de pequenos buracos negros, cada um sobre algumas vezes a massa do Sol, irá criar ondas gravitacionais de alta freqüência que pode ser vista a partir do solo. Mas os buracos negros gigantes que permanecem no centro das galáxias com massas de um milhão de vezes a do Sol irão gerar ondas gravitacionais de muito menor frequência. Estes não podem ser detectados com os sistemas terrestres porque a interferência sísmica e outros ruídos vão submergir os sinais. Por isso, são necessários observatórios espaciais.
A ESA escolheu o Universo gravitacional como o foco para a terceira grande missão no plano Visão Cósmica, com uma data de lançamento de cerca de 2.034.
Fontes: Arxiv, Phys, Popular Science
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Graduado em Física pela UEPB. Mestre em física com ênfase em Cosmologia pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, etnoastronomia, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência em informática e Física. Artista plástico. Fundador do Projeto Mistérios do Universo. Membro da Associação Paraibana de Astronomia e da Sociedade Astronômica Brasileira. Pai, nerd, colecionador, aficionado pela arte, por livros, pela ciência, pela astronomia e pelo Universo.