Astronomia - Buraco Negro
Buraco negro é um corpo celeste que possui um campo gravitacional intenso, de tal forma, que nada pode escapar à sua força, nem a própria luz. Para que esse campo gravitacional se produza é necessário uma grande quantidade de massa extremamente concentrada.
Para entendermos melhor esse aspeto, é importante conhecermos o conceito de “velocidade de escape”, também conhecido por “velocidade de fuga”. Vamos supor que atiramos um objeto na vertical, de baixo para cima. Vamos observar que o objeto subirá até uma determinada altura e inevitavelmente cairá. Numa segunda tentativa, vamos atirar o objeto com mais força. O que acontece? Obviamente, ganhará mais velocidade e, portanto, subirá mais alto que na situação anterior e acabará depois por cair. Ou seja, quanto mais força imprimirmos, maior será a velocidade inicial do objeto e então o objeto chegará mais alto. Com base nisso, é possível lançarmos o objeto com tal força (imprimindo determinada velocidade inicial) que este não voltará mais, ou seja, escapará à força da gravidade da Terra. A essa velocidade necessária para fazer um objeto escapar à gravidade (seja da Terra ou de qualquer outro corpo celeste) chamamos de velocidade de escape ou velocidade de fuga. Por exemplo, a velocidade de escape da Terra na sua superfície é de 11,2 km/s.
Depois dessa explicação sobre o que significa velocidade de escape (ou de fuga), podemos dizer que em volta do buraco negro existe uma fronteira teórica denominada horizonte de acontecimentos. Dentro dessa fronteira teórica, que tem a forma de uma superfície esférica, a velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Sendo que a velocidade máxima permitida no Universo é a velocidade da luz, então concluímos que nada pode sair do buraco negro.
Um buraco negro tem apenas 3 propriedades fundamentais: massa, carga elétrica e rotação (ou momento angular).
Classificação
Os buracos negros podem ser classificados quanto à sua rotação. Nesse aspecto podem dividir-se em dois tipos:
- buracos negros de Schwarzschild – não possuem rotação;
- buracos negros de Kerr – possuem rotação. Este tipo provavelmente é o mais frequente.
Podemos, ainda, classificar os buracos negros consoantes à sua massa. Assim, podem se dividir em:
- buracos negros estelares – quando estrelas de massa elevada (mais de 10 vezes a massa do Sol) tendo consumido todo o seu combustível que alimenta a fusão nuclear, colapsam pela sua própria gravidade, produzem um fenômeno conhecido como supernova, que é na realidade a explosão de uma estrela gigante vermelha ou supergigante vermelha. Se o que restar desta explosão tiver massa suficiente, o resultado será um buraco negro. Se não tiver massa suficiente, o que restar da supernova poderá ser, por exemplo, uma estrela de neutrões;
- buracos negros supermaciços – este tipo de buracos negros tem uma massa muito superior aos buracos negros estelares. Um buraco negro supermaciço pode ter uma massa milhões ou mesmo bilhões de vezes maior que a massa solar. Os buracos negros supermaciços situam-se no centro das galáxias. Este tipo de buraco negro terá surgido quando o Universo era muito mais jovem. Talvez seja o resultado do colapso gravitacional de nuvens de gás ou até mesmo de grandes grupos de estrelas no núcleo das galáxias;
- buracos negros de massa intermédia – suas massas correspondem a algumas dezenas de vezes a massa solar, logo são mais maciços que os buracos negros estelares, mas bem menos maciços que os buracos negros supermaciços. Não existem tantas evidências da existência para estes buracos negros quanto para os outros dois tipos apresentados anteriormente, porém alguns dados que possuímos parecem apontar para a sua existência;
- buracos negros primordiais – hipotéticos buracos negros que se teriam formado logo nos primórdios do nosso universo dado que, conforme se pensa, nessa época o universo era muito mais denso daquilo que é hoje, tendo sido possível que se tivessem formado buracos negros com as mais diversas massas.
Para entendermos melhor esse aspeto, é importante conhecermos o conceito de “velocidade de escape”, também conhecido por “velocidade de fuga”. Vamos supor que atiramos um objeto na vertical, de baixo para cima. Vamos observar que o objeto subirá até uma determinada altura e inevitavelmente cairá. Numa segunda tentativa, vamos atirar o objeto com mais força. O que acontece? Obviamente, ganhará mais velocidade e, portanto, subirá mais alto que na situação anterior e acabará depois por cair. Ou seja, quanto mais força imprimirmos, maior será a velocidade inicial do objeto e então o objeto chegará mais alto. Com base nisso, é possível lançarmos o objeto com tal força (imprimindo determinada velocidade inicial) que este não voltará mais, ou seja, escapará à força da gravidade da Terra. A essa velocidade necessária para fazer um objeto escapar à gravidade (seja da Terra ou de qualquer outro corpo celeste) chamamos de velocidade de escape ou velocidade de fuga. Por exemplo, a velocidade de escape da Terra na sua superfície é de 11,2 km/s.
Depois dessa explicação sobre o que significa velocidade de escape (ou de fuga), podemos dizer que em volta do buraco negro existe uma fronteira teórica denominada horizonte de acontecimentos. Dentro dessa fronteira teórica, que tem a forma de uma superfície esférica, a velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Sendo que a velocidade máxima permitida no Universo é a velocidade da luz, então concluímos que nada pode sair do buraco negro.
Um buraco negro tem apenas 3 propriedades fundamentais: massa, carga elétrica e rotação (ou momento angular).
Classificação
Os buracos negros podem ser classificados quanto à sua rotação. Nesse aspecto podem dividir-se em dois tipos:
- buracos negros de Schwarzschild – não possuem rotação;
- buracos negros de Kerr – possuem rotação. Este tipo provavelmente é o mais frequente.
Podemos, ainda, classificar os buracos negros consoantes à sua massa. Assim, podem se dividir em:
- buracos negros estelares – quando estrelas de massa elevada (mais de 10 vezes a massa do Sol) tendo consumido todo o seu combustível que alimenta a fusão nuclear, colapsam pela sua própria gravidade, produzem um fenômeno conhecido como supernova, que é na realidade a explosão de uma estrela gigante vermelha ou supergigante vermelha. Se o que restar desta explosão tiver massa suficiente, o resultado será um buraco negro. Se não tiver massa suficiente, o que restar da supernova poderá ser, por exemplo, uma estrela de neutrões;
- buracos negros supermaciços – este tipo de buracos negros tem uma massa muito superior aos buracos negros estelares. Um buraco negro supermaciço pode ter uma massa milhões ou mesmo bilhões de vezes maior que a massa solar. Os buracos negros supermaciços situam-se no centro das galáxias. Este tipo de buraco negro terá surgido quando o Universo era muito mais jovem. Talvez seja o resultado do colapso gravitacional de nuvens de gás ou até mesmo de grandes grupos de estrelas no núcleo das galáxias;
- buracos negros de massa intermédia – suas massas correspondem a algumas dezenas de vezes a massa solar, logo são mais maciços que os buracos negros estelares, mas bem menos maciços que os buracos negros supermaciços. Não existem tantas evidências da existência para estes buracos negros quanto para os outros dois tipos apresentados anteriormente, porém alguns dados que possuímos parecem apontar para a sua existência;
- buracos negros primordiais – hipotéticos buracos negros que se teriam formado logo nos primórdios do nosso universo dado que, conforme se pensa, nessa época o universo era muito mais denso daquilo que é hoje, tendo sido possível que se tivessem formado buracos negros com as mais diversas massas.
