BURACO NEGRO GIRA A RITMO FENOMENAL

A visão a raios-X trouxe os astrónomos mais perto que nunca para completamente caracterizar um buraco negro, um lugar onde estranhas coisas acontecem.

Os astrónomos mediram a velocidade de rotação de três buracos negros, descobrindo que um gira a 950 vezes por segundo, quase no limite de rotação teórico de 1,150 voltas por segundo. O buraco negro situa-se na constelação de Águia, a cerca de 35,000 anos-luz da Terra.

O achado representa um importante passo para um melhor conhecimento destes objectos invisíveis.

A ilustração mostra um disco de gás orbitando um buraco negro, com raios-X a saír da esbranquiçada região interior. Para o buraco negro sem rotação (esquerda), o raio interior é grande. Para o buraco negro com rápida rotação (direita), o gás pode orbitar muito perto do horizonte de eventos, pois o raio é muito mais pequeno.
Crédito: NASA/CXC/M. Weiss

Quando qualquer massa, tal como uma estrela, se torna mais compacta que um certo limite, a sua própria gravidade torna-se tão forte que o objecto colapsa num ponto singular, um buraco negro. A rotação de uma estrela pensa-se que se traduza para a rotação de um buraco negro que se forma a partir do colapso de uma estrela. Com a sua massa muito mais compacta, a velocidade de rotação deverá ser fenomenal, tal como um "skater" puxa os seus braços para aumentar a velocidade quando faz um pirueta.

Embora os astrónomos tenham calculado as massas de mais de uma dúzia de buracos negros, as medições da velocidade de rotação permaneciam elusivas. De acordo com os cientistas, até agora, a velocidade de rotação de apenas um buraco negro tinha sido medido detalhadamente.

"Desde que a comunidade científica descobriu há anos atrás como saber a massa de um buraco negro, medir a sua rotação tem sido o Santo Graal do campo," disse Jeffrey McClintock do Centro para Astrofísica do Instituto Harvard-Smithsonian (CfA), em Cambridge, EUA.

A gravidade de um buraco negro, à distância, comporta-se como uma estrela da mesma massa. Se o Sol subitamente se tornasse num buraco negro, por exemplo, o seu efeito gravitacional na Terra não mudaria.

"Quando pegamos num buraco negro e tentamos pôr um objecto em órbita à sua volta, não temos problemas se estiver a uma grande distância," disse Ramesh Narayan do CfA.

Mas à medida que a matéria em redor se aproxima, começa a orbitar cada vez mais depressa até que alcança as garras do gigante negro. Mesmo antes do gás e poeira serem devorados, a matéria aquece até milhões de graus, libertando jactos de raios-X.

Os cientistas, liderados por McClintock e Narayan, usaram o satélite Rossi de raios-X, Timing Explorer, da NASA, para medir esta radiação e calcular a área deste disco de radiação (visto em imagens como um anel brilhante e branco perto do centro escuro).

"Antes, [a matéria] girava, contente, muito lentamente à medida que espiralava, e depois alcança este raio e bang, entra em queda livre na direcção do buraco negro," disse Narayan.

Dentro deste raio, o gás cai tão rapidamente que não liberta muita radiação.

Quanto mais depressa gira um buraco negro, mais pequeno o seu raio crítico. Isto é porque quando um buraco negro gira, arrasta o espaço-tempo com ele. Por isso se a matéria em redor estiver a rodar na mesma direcção que o buraco negro, é puxada por um efeito de nome 'frame-dragging'. "O espaço está sendo puxado, por isso ajuda a partícula a orbitar, e é capaz de permanecer muito mais perto do buraco negro," explicou Narayan.

"Se uma partícula circular em torno de um buraco negro na mesma direcção da rotação deste, então encontra-se numa situação confortável. É capaz de encontrar uma órbita circular mesmo em raios muito mais pequenos."

Descobriram que dois dos buracos negros giram a menos de 50% das suas velocidades máximas, enquanto que o buraco negro chamado GRS1915+105, que tem 14 vezes a massa do Sol, roda entre 82 e 100 por cento da sua velocidade de rotação máxima.

Cada buraco negro faz parte do que é chamado um sistema binário de raios-X, no qual dois objectos se orbitam, e em que o gás de um - uma estrela normal como o Sol - está sendo puxado para o buraco negro.

Os resultados foram publicados na edição actual do Astrophysical Journal.

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New Scientist
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Satélite Rossi:
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Buracos negros:
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