Novo tipo de flash pode revelar o nascimento de um buraco negro.

Quando uma estrela massiva esgota seu combustível, ela entra em colapso sob sua própria gravidade e produz um buraco negro, um objeto tão denso que nem mesmo a luz pode escapar de sua atração gravitacional. De acordo com uma análise realizada por astrofísicos do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), pouco antes da formação do buraco negro, a estrela que está morrendo pode gerar uma explosão distinta de luz que permitirá aos astrônomos testemunhar o nascimento de um novo buraco negro pela primeira vez.

buraco negro

Algumas estrelas moribundas que resultam em buracos negros liberam explosões de raios gama, que estão entre os fenômenos mais energéticos do universo. No entanto, esses casos são raros, requerendo circunstâncias exóticas. Segundo os pesquisadores, a maioria dos buracos negros não são criados dessa maneira. Uma estrela moribunda não produz uma explosão ou flash. A estrela simplesmente desaparece do céu, em um evento chamado “unnova”.

Mas segundo o novo estudo, esse pode não ser o caso, e talvez o nascimento de um buraco negro não seja um evento tão “chato” quanto o pensado.

De acordo com a teoria mais aceita, quando uma estrela massiva morre, seu núcleo entra em colapso sob seu próprio peso. Como ele entra em colapso, os prótons e elétrons que compõem o núcleo se fundem e produzem nêutrons. Por alguns segundos, antes do surgimento do buraco negro, o núcleo se torna um objeto extremamente denso chamado de estrela de nêutrons, que é tão massivo como o Sol, porém compactado em uma esfera de somente 10 km de diâmetro. Este processo também cria neutrinos, que são partículas que atravessam qualquer matéria em velocidades próximas à da luz. Conforme os neutrinos surgem do núcleo, eles carregam uma grande quantidade de energia, o que representa cerca de um décimo da massa do sol (já que a energia e massa são equivalentes, segundo E = mc2).

De acordo com um artigo escrito em 1980 por Dmitry Nadezhin Alikhanov, do Instituto de Física Teórica e Experimental, na Rússia, esta rápida perda de massa significa que a força gravitacional do núcleo da estrela moribunda pode cair abruptamente. Quando isso acontece, as camadas gasosas exteriores – formadas principalmente por hidrogênio – geram uma onda de choque que se move à cerca de 1.000 quilômetros por segundo (mais de 2 milhões de quilômetros por hora).

Utilizando simulações computadorizadas, os astrônomos Elizabeth Lovegrove e Stan Woosley descobriram recentemente que, quando a onda de choque atinge a superfície exterior das camadas gasosas que ainda cercam o núcleo da estrela morta, aquece o gás, produzindo um brilho que permanece visível durante cerca de um ano.

Esse brilho pode ser de suma importância para uma maior compreensão do processo de nascimento de um buraco negro. Embora seja cerca de um milhão de vezes mais brilhante que o sol, esse brilho deve ser relativamente fraco em comparação com outras estrelas. Segundo os cientistas, seria difícil de ver, mesmo em galáxias próximas.

Mas agora outro grupo de pesquisadores pode tem encontrado um sinal mais promissor. Em um novo estudo, que examinou mais detalhadamente o que pode acontecer no momento em que a onda de choque atinge a superfície da estrela,  os astrofísicos calculam que o impacto em si produziria um flash de 10 a 100 vezes mais intenso que o brilho previsto por Lovegrove e Woosley, o que deve facilitar a observação.

Tal flash seria fraco em relação às explosões de supernovas, por exemplo, mas seria brilhante o suficiente para ser visto em galáxias próximas. O flash, que brilharia entre 3 e 10 dias antes de desaparecer, seria muito mais brilhante no comprimento de onda ultravioleta.

Embora nenhum flash como o previsto tenha sido visto até o momento, estima-se em breve que um evento desse seja visto por ano em média. Observatórios que monitoram o céu em busca de supernovas – explosões de estrelas – podem ser os ideais para a detecção do flash de luz emitido antes do nascimento de um buraco negro.

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