Buracos negros e os seus raios de morte

É altamente recomendável que tenham lido os artigos anteriores sobre buracos negros para que percebam este, pois durante este artigo tomo com garantido que possuam certos conceitos explorados nos anteriores (os artigos em questão podem ser acessados na parte inferior da página).

Quando tinha uma estatura mais baixa o meu pai e o meu irmão tiveram uma grande discussão sobre buracos negros. Um dizia que nada saia de lá, mas outro dizia que havia indícios que buracos negros expeliam materiais de dentro deste na forma de um potente jato. Estava referir-se a esta imagem:

sendo este jato azul o que eles estavam a falar. Desconfio que maior parte das pessoas não tenha a certeza do que este jato na verdade é, por isso vou elucidar-vos com o meu conhecimento superior (isto é, uma pesquisa na internet feita em cima do joelho).

Todos os buracos negros têm um destes jatos?

Não é qualquer buraco negro que tem um destes jatos; só alguns buracos negros dentro de um tipo especial de buracos negros chamados quasares têm estes jatos. Mais, os poucos buracos negros que possuem estes jatos só o têm durante poucos milhões de anos.

O que são quasares?

Um quasar é provavelmente o objeto estelar mais espetacular no Universo. Não só é buraco negro supermassivo, com milhões a biliões de vezes a massa do nosso sol, como também roda sobre si próprio tão rapidamente que forma um disco de acreção do tamanho de sistemas solares (no artigo anterior falámos de buracos negros que rodam sobre si próprios em mais detalhe, e como isso os faz ser tão poderosos).

Estes discos de acreção são constituídos por gás que orbita o buraco negro. No entanto, atrito provocado pela fricção do gás entre si faz com que parte do material em órbita caia para dentro do buraco negro. As velocidades atingidas pelo gás no seu caminho para o buraco negro são tão elevadas que 6% a 32% da sua massa é diretamente convertida em energia, libertada em forma de luz (também falámos sobre este processo no artigo passado). É devido a este luminoso disco de acreção que quasares chegam a ofuscar galáxias inteiras.

História

Nos anos 60 um satélite espião americano foi enviado para o espaço com o objetivo de detetar possíveis libertações de raios gama por parte da União Soviética, o que indiciaria o uso de bombas atómicas. Este não detetou quaisquer raios gama na Terra mas sim no espaço. Na altura foi muito difícil perceber o que era este objeto estranho por isso astrónomos decidiram optar pelo nome vago "fonte de rádio quase estelar".

Alguns anos mais tarde descobriu-se a fonte: um objeto estelar, nomeado de 3C273, localizado a 2 biliões de anos luz de distância (visto dessa distância 3C273 ocupava apenas 1/100 000 de pixel no telescópio Hubble). Isto foi uma surpresa para os astrónomos da altura pois era muito anormal um objeto conseguir brilhar com tanta intensidade a uma tal distância.

3C273 é o ponto brilhante indicado com a seta

Houve muitas propostas para explicar a enorme luminosidade deste objeto, mas nos anos 80 chegou-se á conclusão que deveria ser um buraco negro super massivo com um enorme disco de acreção á sua volta, provavelmente causado devido á junção de galáxias. Foi também nesta altura que se adotou o nome "quasar", um diminutivo de "fonte de rádio quase estelar".

Este quasar em questão tinha enormes jatos que expeliam matéria do disco de acreção de dezenas de anos luz. Ainda hoje não se tem a certeza o porquê da existência destes jatos, embora seja certo que não é matéria vindo de dentro do buraco negro. É mais ou menos acordado que estes jatos se devem ao enorme campo magnético presente nalguns destes quasares, que levam alguma da matéria do disco de acreção para os polos do buraco negro (da mesma maneira que vento solar vai para os polos da terra)

e posteriormente a expelem a velocidades próximas da velocidade da luz.

Estes jatos chegam a alcançar comprimentos espantosos, tão grandes que podem alcançar milhares de anos luz. Quando tal acontece a um quasar no centro de uma galáxia chamamos a essa galáxia uma "radio galáxia".

Há muitos quasares por aí?

Hoje em dia quasares são muito raros, e a maioria dos que existem são apenas "meio-quasares" isto é, são menos luminescentes que um quasar "a sério". 3C273 ainda é, no entanto, um dos poucos quasares completamente desenvolvidos. Quasares eram muito mais comuns na época chamada de, surpresa surpresa, época dos quasares.

Esta época provavelmente decorreu nos primeiros 1 a 4 biliões de anos do universo. Neste ainda jovem universo eram poucas a estrelas já desenvolvidas, por isso maior parte do gás estelar reunia-se á volta de buracos negros supermassivos, o que fazia muito mais frequente a existência de quasares. É por esta razão que já foram encontrados quasares de quando o Universo tinha apenas 670 milhões de anos!

Hoje em dia estamos obviamente muito longe já da grande "época dos quasares", mas isto não impede a criação de alguns mais. Dentro de 4.5 biliões de anos a nossa galáxia, a Via Láctea, irá colidir com a nossa vizinha Andrómeda. Quando os dois buracos negros supermassivos dentro das duas galáxias colidirem um com o outro e o gás presente nas duas galáxias se juntar é altamente provável que um novo quasar venha ao mundo! Infelizmente é pouco provável que ainda cá estejamos quando isso acontecer.