Os buracos negros são um dos temas mais estudados da astronomia, pois oferecem respostas sobre fenômenos extremos no universo, como a estrutura do espaço-tempo e a gravidade intensa. Mesmo assim, ainda existem milhares de questões que ainda precisam ser respondidas. Afinal, como funciona todo o processo de vida dessas regiões massivas no universo? Buracos negros podem morrer?
Os buracos negros são estruturas massivas do espaço-tempo que continuarão existindo muito além do colapso da sociedade humana, do desaparecimento dos planetas e da morte das estrelas. Isso não significa que sejam imortais, mas que podem sobreviver por um período extremamente longo, muito maior do que a maioria dos corpos celestes do universo.
A concepção moderna dos buracos negros foi fundamentada na Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, publicada em 1915. Porém, as soluções matemáticas do astrônomo alemão Karl Schwarzschild, em 1916, foram essenciais para entender melhor essas estruturas cósmicas.
Antes disso, e também depois, diversos cientistas se dedicaram ao estudo dos buracos negros. Um exemplo é o físico e divulgador científico Stephen Hawking, que produziu importantes trabalhos sobre o tema.
Em 1974, Hawking publicou um artigo descrevendo um fenômeno quântico dos buracos negros: eles emitem uma radiação extremamente fraca, conhecida como radiação de Hawking. Esse processo faz com que percam energia gradualmente e, ao longo de um tempo imensamente longo, evaporem e desapareçam do universo.
“A existência de outro tipo de buraco negro não estelar foi proposta pelo astrofísico britânico Stephen Hawking. De acordo com sua teoria, inúmeros buracos negros primordiais minúsculos, possivelmente com massa igual ou menor que a de um asteroide, podem ter sido criados durante o Big Bang, um estado de temperaturas e densidade extremamente altas no qual o universo se originou há 13,8 bilhões de anos”, a enciclopédia Britannica descreve.
Como os buracos negros nascem?
O nascimento de um buraco negro pode ocorrer de diferentes maneiras; uma das mais conhecidas a explosão de uma estrela massiva. Quando esse tipo de estrela esgota o combustível em seu núcleo, ela entra em colapso e pode resultar em uma supernova. Contudo, esse processo de transformação só continua se o núcleo remanescente da explosão tiver mais de três vezes a massa do Sol.
No geral, um buraco negro se forma quando uma estrela massiva esgota seu combustível e não consegue mais sustentar sua própria gravidade, levando ao colapso do núcleo. Para que isso ocorra, a estrela original deve ter pelo menos 20 a 25 vezes a massa do Sol. Estrelas ainda mais massivas podem colapsar diretamente em um buraco negro, sem uma explosão de supernova.
Há também os buracos negros primordiais que, teoricamente, surgiram logo após o primeiro segundo do Big Bang. A ciência ainda não compreendeu completamente sua origem, mas os cientistas acreditam que eles possam ter se formado a partir do material quente e denso expelido pela explosão. Até o momento, a existência desses buracos negros primordiais ainda não foi comprovada.
“Agora, 13,8 bilhões de anos depois, os cientistas ainda não encontraram uma prova definitiva de que esses buracos negros primordiais realmente existiram. No entanto, é possível que eles tenham evaporado ao longo do tempo, à medida que o cosmos envelheceu, devido a processos quânticos que ocorrem nas bordas de seus horizontes de eventos”, a NASA explica em uma publicação oficial.
Não podemos esquecer dos buracos negros supermassivos e intermediários, dois tipos com origens ainda não completamente compreendidas pelos cientistas. No caso dos supermassivos, uma das hipóteses é que eles tenham se originado a partir de buracos negros estelares que cresceram ao longo do tempo devido ao acúmulo de matéria. Já os intermediários podem surgir da fusão de múltiplos buracos negros estelares em ambientes específicos.
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A morte de um buraco negro
Os buracos negros são regiões do espaço-tempo com campos gravitacionais tão intensos que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar se ultrapassar o limite conhecido como horizonte de eventos. O horizonte de eventos é a fronteira a partir da qual todas as trajetórias inevitavelmente conduzem ao interior do buraco negro; trata-se de um ponto de não retorno. Por essa razão, os buracos negros são considerados uma das estruturas mais enigmáticas e poderosas do universo.
Apesar de sua grande força no universo, essas estruturas também chegam ao fim. Conforme explicado por Stephen Hawking, os buracos negros perdem massa e emitem um tipo de energia conhecido como radiação Hawking durante sua existência. Mas por que o horizonte de eventos não retém essa radiação?
A energia é gerada fora do horizonte, o que possibilita sua fuga do campo gravitacional. Com o tempo, a radiação Hawking se esgota por completo, fazendo com que o buraco negro, literalmente, deixe de existir.
Mas esse processo não é rápido. Isso ocorre após bilhões de anos, quando os buracos negros já não encontram matéria para absorver ao seu redor e passam a emitir continuamente radiação Hawking até que sua massa se evapore por completo. Esse fenômeno é resultado de efeitos quânticos que possibilitam a emissão de partículas fora do horizonte de eventos.
Também existem outras teorias que sugerem diferentes tipos de mortes de um buraco negro. Por exemplo, um estudo recente sugere que quando estão próximos do fim de sua vida, eles evoluem e se transformam em buracos brancos; um tipo de estrutura hipotética que poderia explicar a origem da matéria escura.
De qualquer forma, provavelmente nunca poderemos observar a morte de um buraco negro, já que a sua vida pode durar bilhões ou até trilhões de anos — muito mais do que a idade do Big Bang, estimada em aproximadamente 13,8 bilhões de anos.
Os buracos negros continuam fascinando cientistas e entusiastas do cosmos, revelando novos mistérios a cada estudo sobre o tema. Quer saber mais? Aproveite para conhecer a simulação da NASA que permite que você mergulhe em um buraco negro! Até a próxima!
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