Simulação da Nasa mostra como um buraco negro distorce o espaço

Buracos negros estão no topo da lista das coisa mais bizarros do Universo. Assim como o Big Bang, representam uma fronteira da ciência: são o limite das leis da física. Mas uma nova simulação produzida pela Nasa permite entender um pouco melhor a dinâmica alucinante no ambiente que circunda esses gigantes.

Eles são verdadeiros caleidoscópios cósmicos. É que a gravidade insana de um buraco negro atrai grandes quantidades de gás e poeira para sua órbita, formando o chamado disco de acreção.

Essa estrutura aquecida e acelerada por intensos campos magnéticos emite um forte brilho. Sem ele, seria impossível discernir os contornos do horizonte de eventos — o ponto sem retorno, a partir do qual a atração do buraco negro sobre um objeto se torna inescapável.

Para compreender por que o disco de acreação de um buraco negro tem a aparência que tem, é preciso lembrar dos ensinamentos de Einstein.

A teoria da relatividade geral nos revelou que corpos com muita massa (e, portanto, muita gravidade) distorcem o tecido do espaço-tempo ao seu redor.

Não é algo particularmente intuitivo, mas o aparente “vazio” do espaço é na verdade uma malha costurada por dois fios inseparáveis: o espaço e o tempo. Juntos formam um contínuo, uma espécie de tecido deformado em nível leve por planetas como a Terra, moderado por estrelas como o Sol, e extremo por buracos negros.

Nada escapa dessa distorção, nem mesmo a luz. E, justamente, por isso, a vizinhança de um buraco negro tem uma aparência tão estranha. A luz emitida por diferentes partes do disco de acreção sofre deformações variadas.

De tempos em tempos, pontos brilhantes surgem naquela “sopa” de gás transformado em plasma por conta dos efeitos dos campos magnéticos. E, ao girar, os pontos são esticados e encolhidos devido a diferenças na velocidade de rotação. Mais perto do buraco negro, o gás se move praticamente na velocidade da luz. Já nas beiradas, ele fica um pouco mais lento.

Essa discrepância produz faixas mais claras e outras mais escuras. Outro fato interessante é que o lado esquerdo parece mais brilhante que o direito. Isso ocorre porque, na esquerda, o gás está acelerando em nossa direção, enquanto na direita, ele se afasta. A aparência dos arredores de um buraco negro, portanto, depende muito do ângulo de visão.

Quando estamos alinhados com o disco e vemos a sua borda é que ele parece ainda mais distorcido. Mais perto do objeto, a gravidade é tão forte que forma um “anel de fótons” ao seu redor. São na verdade vários anéis que vão ficando mais finos e desbotados, feitos de luz que orbitou uma ou mais vezes antes de escapar para nossa direção. Os fótons delineiam a sombra do buraco negro — ela mede quase o dobro do horizonte de eventos.

Jeremy Schnittman, especialista do Centro Goddard da Nasa que gerou as imagens deslumbrantes com um programa de computador, elucida como elas ilustram bem algo que na teoria é tão abstrato. “Simulações e filmes como esses realmente nos ajudam a ver o que Einstein quis dizer quando falou que a gravidade distorce o tecido do espaço-tempo”, disse em comunicado. 

A SUPER produziu um minidocumentário sobre buracos negros. Para assistir, é só clicar aqui embaixo.