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Os buracos negros existem mesmo?

Os astrofísicos já acharam nove objetos que os animam a responder a essa pergunta com um sim.

João Steiner

O conceito de buracos negros já se tornou popular. É até comum ouvir que “tal coisa é um buraco negro”, em referência a um lugar onde tudo entra e de onde nada sai. O conceito científico também tem esse sentido. A idéia surgiu da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein. Logo após a sua publicação, em 1916, o matemático Karl Schwarzchild resolveu as equações contidas na teoria e chegou a um resultado curioso. De acordo com ele, um objeto extremamente denso criaria um campo de gravidade tão intenso que, próximo da superfície, o valor desse campo tenderia ao infinito. Isso quer dizer que, para um observador distante, o objeto seria um buraco do qual nem a luz consegue escapar, e portanto é negro.

Somente na década de 30 apareceram especulações de que tais objetos poderiam existir no Universo real sob a forma de estrelas colapsadas. Em 1973, descobriu-se Cygnus X-1 na Constelação do Cisne, que foi o primeiro astro detectado capaz de emitir raios X. Ele poderia ser um buraco negro. Houve uma certa euforia na época. Eu mesmo me animei a ponto de fazer um modelo teórico de buraco negro tendo à volta um disco de gás. O disco podia explicar os raios X. Foi a minha tese de mestrado, defendida em 1975. A idéia é que o gás vem de alguma outra estrela, bem próxima: ele é atraído e acelerado pela fortíssima gravidade do buraco negro até chegar a 1 bilhão de graus Celsius. Aí começa a emitir raios X.

Existe, pois, um método para se detectar candidatos a buracos negros: sua emissão de raios X. Os satélites já descobriram centenas de sistemas binários (ou seja, duas estrelas girando em volta uma da outra) que tinham essa assinatura: eles brilhavam em raios X. Entretanto, quase todas as duplas revelaram ter massa inferior a três vezes a do Sol, e isso, teoricamente, elimina a possibilidade de serem buracos negros.

Na última década, verificou-se que uma classe de sistemas binários parece sistematicamente associada a buracos negros. Já se detectaram uns trinta sistemas assim, seis dos quais puderam ser bem estudados. Viu-se que, em todos eles, uma das estrelas da dupla tinha massa três vezes maior que a do Sol. Logo, esses sistemas são fortes candidatos a abrigar um astro escuro.

Fora daí, sabemos de mais três fontes de raios X com boas chances: duas na galáxia vizinha, a Grande Nuvem de Magalhães, e uma na Via Láctea. Esta última é a velha conhecida Cygnus X-1. Conhecemos, portanto, nove objetos em sistemas binários que acreditamos ser buracos negros.

Se nossas idéias estão corretas, então esses corpos devem ser relativamente comuns. Alguns deles estariam isolados, não fariam parte de nenhuma dupla. Esses nunca foram detectados e ainda não sabemos como fazê-lo. Quanto aos sistemas binários, calcula-se que haja cerca de 200, ainda não avistados, somente na nossa galáxia.

João Steiner é professor de Astrofísica do Instituto Astronômico e Geofísico da USP e vice-presidente do Projeto Gemini