Os 10 maiores buracos negros do Universo - Médico - 2023

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Nunca os vimos diretamente (embora em 2019 tenhamos a primeira "imagem" real), mas sabemos perfeitamente que estão lá. E uma vez que a possibilidade de sua existência foi levantada, buracos negros nos surpreenderam e nos aterrorizaram ao mesmo tempo.

Sua existência decorre das equações de Einstein sobre a relatividade geral, levantadas em 1915. No entanto, foi somente em 1939 que Robert Oppenheimer, um físico teórico, previu que eles poderiam realmente se formar na natureza.

Desde então, quanto mais aprendemos sobre eles, mais perguntas surgem. Esses objetos, que se formam após o colapso de estrelas muito maiores que o Sol, são incrivelmente grandes. De fato, eles podem se tornar monstros de 390 milhões de quilômetros, 40 vezes a distância do Sol a Netuno.

No artigo de hoje, então, além de entender (com o relativamente pouco que sabemos hoje) o que são esses objetos que absorvem tudo, inclusive a luz, e como se formam, veremos um topo com os buracos negros mais colossais do mundo. Universo.

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O que é um buraco negro?

Um buraco negro é uma coisa muito estranha. Mas muito. Tanto que por dentro, as leis da física que conhecemos param de funcionar. Além disso, o termo em si não ajuda, pois não é realmente um buraco.

Um buraco negro é na verdade um corpo celeste que gera um campo gravitacional tão forte que nem mesmo a radiação eletromagnética pode escapar de sua atração. Assim, a luz, que nada mais é do que um tipo de radiação eletromagnética, também é "absorvida".

Mas por que isso acontece? Bem, como bem sabemos, absolutamente todos os corpos com massa, dependendo do seu tamanho, irão gerar uma gravidade maior ou menor. Assim, por exemplo, o Sol tem um poder gravitacional muito maior do que a Terra.

Mas em um buraco negro, isso é levado ao extremo. E é que esses corpos celestes são objetos de densidade infinita. Um buraco negro é uma singularidade no espaço. Ou seja, embora o que “vemos” (que não vemos) seja um objeto escuro tridimensional, isso apenas designa o raio em que a luz não pode mais escapar, pois cruzou o horizonte de eventos.

Esse horizonte de eventos é uma superfície imaginária que circunda o buraco, dando-lhe uma forma esférica, em que a velocidade de escape, ou seja, a energia necessária para escapar de sua atração, coincide com a velocidade da luz. E como nada pode ir mais rápido que a luz (300.000 km / s), nem mesmo os fótons podem escapar.

Mas um buraco negro, embora este horizonte de eventos seja uma consequência de sua existência, é, na realidade, um ponto de massa infinita e nenhum volume, algo que, embora não faça sentido para nós, ocorre na natureza. Este ponto é o que se chama de singularidade, que se torna uma região (que também não é, porque não há volume) no centro do buraco (que não é um buraco) em que toda a matéria é destruída e o espaço-tempo do O universo se quebra.

O problema é que não podemos (e nunca seremos capazes) saber o que acontece além do horizonte de eventos, uma vez que a luz não pode escapar dele. Por não permitir que a luz escape, esses corpos celestes ficam totalmente escuros.

Seja como for, devemos permanecer com a ideia de que um buraco negro é uma singularidade em que o espaço-tempo se rompe, obtendo um ponto de massa infinita e sem volume que se conhece como singularidade, o que faz com que esse corpo tenha uma densidade que, pela matemática, também é infinita.

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Como e por que se formam os buracos negros?

Todos nós já sofremos se algum buraco negro se formasse próximo à Terra e nos absorvesse. A questão é que, por mais aterrorizante que seja a ideia de ser absorvido por um corpo imenso, isso é totalmente impossível.

Os buracos negros só se formam após a morte de estrelas hipermassivas. Portanto, independentemente de existirem ou não microfuros negros hipotéticos, por enquanto, os únicos buracos negros cuja existência é confirmada pela ciência são aqueles que se formam após o colapso gravitacional de estrelas muito grandes.

Tão grande que nem mesmo o Sol (que, em comparação com as outras, é uma estrela muito pequena) depois de morrer poderia gerá-la. Estamos falando de estrelas hipermassivas de pelo menos 20 massas solares. Se uma estrela deste tamanho morrer, um buraco negro pode se formar.

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Mas por que a morte de uma estrela massiva causa a formação de um buraco negro? Bem, tenha em mente que, durante toda a vida de uma estrela (que pode variar de 30 milhões de anos a 200 bilhões de anos), este Lute uma batalha entre expansão e contração.

Como sabemos, as reações de fusão nuclear ocorrem no núcleo das estrelas, o que faz com que as temperaturas sejam, no caso do Sol, de 15.000.000 ° C. Essas temperaturas incrivelmente altas tornam o interior uma panela de pressão infernal que gera enormes forças de expansão.

Agora, em contraste com essa força de expansão, deve-se levar em conta que a própria gravidade da estrela (estamos falando de bilhões de quatrilhões de kg) a contrai, compensando assim a expansão.

Enquanto durar seu combustível (pode realizar a fusão nuclear), a expansão e a contração estarão em equilíbrio. Agora, quando o fim de sua vida se aproxima, eles continuam a ter a mesma massa, mas a energia em seu núcleo é menor, então a força gravitacional começa a vencer a força de expansão, até chega um ponto em que a estrela colapsa sob sua própria gravidade.

Quando isso acontece em estrelas semelhantes em tamanho ao Sol (o Sol também morrerá), o colapso gravitacional culmina em uma condensação incrivelmente alta, dando origem a uma anã branca. Esta anã branca, que é o remanescente do núcleo da estrela, é um dos corpos celestes mais densos do Universo. Imagine condensar toda a massa do Sol em um corpo do tamanho da Terra. Lá você tem uma anã branca. Em teoria, elas também morrem após o resfriamento, mas não houve tempo na história do Universo para que uma anã branca morresse.

Agora, se aumentarmos o tamanho da estrela, as coisas são muito diferentes. Se a estrela tem massa entre 8 e 20 vezes a do Sol (como a estrela Betelgeuse), o colapso gravitacional, levando em consideração que a massa é muito maior, provoca uma reação muito mais violenta: uma supernova.

Nesse caso, a morte estelar não culmina na formação de uma anã branca, mas em uma explosão estelar em que temperaturas de 3.000 milhões ° C são atingidas e na qual enormes quantidades de energia são emitidas, incluindo raios gama que podem atravessar todo o galáxia. Na verdade, se uma estrela em nossa galáxia morresse e gerasse uma supernova, mesmo estando a vários milhares de anos-luz de distância, isso poderia causar o desaparecimento de vida na Terra.

E, finalmente, chegamos aos buracos negros. Esses são formados após o colapso gravitacional de estrelas pelo menos 20 vezes a massa do Sol. Esse colapso faz com que toda a massa se comprima no que vimos antes: a singularidade.

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Feita em 2019, esta é a primeira imagem de um buraco negro, que tem uma massa 6,5 bilhões de vezes a do Sol e está no centro da galáxia Messier 87, a 55 milhões de anos-luz de distância.

Quais são os buracos negros mais colossais do Cosmos?

Todos os buracos negros são muito grandes. Na verdade, as "menores" têm massa de pelo menos três vezes a do Sol (lembre-se de que, para se formarem, as estrelas precisam ser pelo menos 20 vezes mais pesadas).

Mas o que nos interessa hoje são os verdadeiros monstros: buracos negros supermassivos. Estes são os únicos estão no centro de praticamente todas as galáxias e seu poder de atração é tão grande que é o que mantém todas as estrelas girando ao seu redor.

Sem ir mais longe, nossa galáxia tem em seu centro um buraco negro conhecido como Sagitário A (ainda não conseguimos vê-lo).E nosso Sol, apesar de estar a 25.000 anos-luz de distância, é tão incrivelmente grande que orbita a 251 km / s, completando uma revolução a cada 200 milhões de anos.

E este buraco negro, apesar de seus 44 milhões de quilômetros de diâmetro e ter uma massa 4.300.000 vezes a do Sol, não está nem entre os 100 maiores buracos negros do Universo. Sem dúvida, o Cosmos é um lugar incrível.

Neste artigo, então, coletamos os 10 maiores buracos negros supermassivos, indicando a quantas massas solares seu tamanho corresponde. Para colocá-lo em perspectiva, devemos ter em mente que o Sol tem uma massa de 1,99 x 10 ^ 30 kg, ou seja, 1,990 milhões de quatrilhões de kg. Quer dizer, uma massa solar equivale a 1.990 milhões de quatrilhões de kg. E vamos lidar com tamanhos de bilhões de massas solares. Simplesmente inimaginável.

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10. NGC 4889: 21 bilhões de massas solares

Descoberto em 2011, o buraco negro NGC 4889, localizado na galáxia de mesmo nome e estando a uma distância de 308 milhões de anos-luz (apesar disso, é a galáxia mais brilhante e visível da Terra), é 5.200 vezes maior do que Sagitário A, aquele no centro da nossa galáxia.

9. APM 08279 + 5255: 23 bilhões de massas solares

Nomear não é muito bom para os astrônomos. Localizado no centro da galáxia AMP, uma galáxia ultraluminosa a uma distância de 23 bilhões de anos-luz, este buraco negro é tão incrivelmente grande que tem um disco de acreção (material que orbita em torno dele) de mais de 31 trilhões de quilômetros de diâmetro.

8. H1821 + 643: 30 bilhões de massas solares

Descoberto em 2014, o buraco negro H1821 + 643 está localizado no centro de uma galáxia a 3,4 bilhões de anos-luz de distância e tem um 172 milhões de quilômetros de diâmetro.

7. NGC 6166: 30 bilhões de massas solares

O buraco negro NGC 6166 está no centro de uma galáxia elíptica a 490 milhões de anos-luz de distância. Esta galáxia faz parte do aglomerado galáctico Abell 2199, sendo a galáxia mais luminosa em um grupo de mais de 39.000 galáxias.

6. SDSS J102325.31 + 514251.0: 33 bilhões de massas solares

Pouco se sabe sobre esse buraco negro. Ele foi descoberto por meio de um projeto de pesquisa espacial fundado pela Universidade de Chicago e iniciado em 2000 com o objetivo de mapear um quarto do céu visível. Ao longo do caminho, eles descobriram um dos maiores buracos negros já registrados.

5. SMSS J215728.21-360215.1: 34 bilhões de massas solares

Descoberto em 2018, esse nome impronunciável de buraco negro (J2157-3602 para amigos) é um dos maiores do Universo e, por enquanto, aquele que está crescendo mais rápido. Ele está localizado no centro de uma galáxia a 12,5 bilhões de anos-luz de distância.

4. S5 0014 + 81: 40 bilhões de massas solares

Descoberto em 2009, este buraco negro, localizado no centro de uma galáxia elíptica localizada a 120 bilhões de anos-luz de distância e com uma luminosidade cerca de 25.000 vezes maior que a da Via Láctea. Este buraco negro Anualmente "devora" uma quantidade de matéria equivalente a 4.000 sóis.

3. IC 1101: 40 bilhões de massas solares

Este buraco negro, o terceiro maior conhecido, está no centro da maior galáxia do Universo (que sabemos) no que diz respeito à amplitude. Localizada a 1 bilhão de anos-luz de distância, tem um diâmetro de 6 milhões de anos-luz (a Via Láctea está a 52.850 anos-luz de distância). Não é surpreendente, então, que ele contenha um dos buracos negros mais incrivelmente grandes.

2. Holmberg 15A: 40 bilhões de massas solares

Este buraco negro está no centro da galáxia de mesmo nome, que está a uma distância de 700 milhões de anos-luz da Terra. Até hoje, ainda há muita controvérsia sobre seu tamanho, pois, embora tradicionalmente seja considerado como 40 bilhões de massas solares, alguns estudos indicam que poderia ser, de fato, 150 bilhões, o que o colocaria como o indiscutível rei dos buracos negros.

1. TON 618: 66 bilhões de massas solares

Finalmente alcançamos o vencedor. Localizado no centro de uma galáxia a uma distância de 10 bilhões de anos-luz, o buraco negro TON 618 é, por enquanto, o maior do Universo. Nós estamos falando sobre um monstro de 390 milhões de quilômetros de diâmetro. Isso é 1.300 vezes a distância da Terra ao Sol ou, dito de outra forma, 40 vezes o tamanho da órbita de Netuno. Como podemos ver, o Universo é um lugar incrível e, ao mesmo tempo, aterrorizante.

O maior buraco negro do Universo em comparação com a distância da Terra ao Sol, que é de 149,6 milhões de quilômetros.