Buraco negro verga a luz de volta para si mesmo

Novo estudo comprova uma teoria prevista há mais de 40 anos sobre luz e buracos negros e reforça indiretamente conceitos enunciados por Albert Einstein

Concepção artística de buraco negro: uma pequena parte da luz atraída não chega a penetrar nele. Crédito: Nasa/JPL-Caltech

Você pode ter ouvido que nada escapa ao alcance gravitacional de um buraco negro, nem mesmo a luz. Isso é verdade nas imediações de um buraco negro, mas um pouco mais longe – em discos de material que giram em torno de alguns buracos negros – a luz pode escapar. De fato, essa é a razão pela qual os buracos negros em crescimento ativo brilham com fulgurantes raios X.

Agora, um novo estudo aceito para publicação na revista “The Astrophysical Journal” oferece evidências de que, de fato, nem toda a luz que flui do disco circundante de um buraco negro escapa facilmente. Parte dela cede à atração monstruosa do buraco negro, vira-se e, por fim, quica no disco e escapa.

“Observamos a luz vindo de muito perto do buraco negro que está tentando escapar, mas é puxada de volta pelo buraco negro como um bumerangue”, diz Riley Connors, principal autor do novo estudo e pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech). “Isso é algo que foi previsto na década de 1970, mas não havia sido mostrado até agora.”

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Ilustração que mostra como parte da luz proveniente do disco em torno de um buraco negro é curvada e volta ao próprio disco devido à gravidade do buraco negro. A luz é refletida novamente no disco. Usando dados da missão Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) da Nasa, astrônomos conseguiram distinguir entre a luz que vinha diretamente do disco de acreção e a que era refletida. O material azulado que sai do buraco negro é um jato de partículas energéticas. Crédito: Nasa/JPL-Caltech/R. Ferido (IPAC)/R. Connors (Caltech)
Reflexão

As novas descobertas foram possíveis graças a observações de arquivo da agora extinta missão Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) da Nasa, que chegou ao fim em 2012. Os pesquisadores analisaram especificamente um buraco negro que é orbitado por uma estrela semelhante ao Sol; juntos, formam um par denominado XTE J1550-564. O buraco negro “se alimenta” dessa estrela, puxando o material para uma estrutura plana ao seu redor chamada disco de acreção. Ao olhar atentamente para o fluxo de raios X vindo do disco enquanto a luz gira em direção ao buraco negro, a equipe encontrou impressões indicando que a luz havia sido vergada de volta em direção ao disco e refletida.

“O disco está essencialmente se iluminando”, diz o coautor Javier Garcia, professor assistente de pesquisa de física do Caltech. “Os teóricos previram que uma fração da luz se curvaria de volta no disco e agora, pela primeira vez, confirmamos essas previsões.”

Os cientistas dizem que os novos resultados oferecem outra confirmação indireta da teoria geral da relatividade de Albert Einstein, e também ajudarão em futuras medições das taxas de rotação dos buracos negros, algo que ainda é pouco compreendido.

“Como os buracos negros podem potencialmente girar muito rapidamente, eles não apenas curvam a luz, mas a torcem”, diz Connors. “Essas observações recentes são outra peça do quebra-cabeça de tentar descobrir com que rapidez os buracos negros giram.”

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