Dança de buracos negros confirma teorias de Einstein e Hawking

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Imagem: NASA/JPL-Caltech/Divulgação
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Antes de ser aposentado, o telescópio espacial Spitzer registrou uma das mais belas e intrigantes descobertas dos últimos tempos: a dança executada por um buraco negro na galáxia OJ 287, distante cerca de 3,5 bilhões de anos-luz.

Seu par nesse balé cósmico é seu irmão maior, um dos maiores buracos negros que se conhece (ele tem 18 milhões de vezes a massa do nosso Sol). Ao atravessar duas vezes a cada 12 anos o disco de gás que gira ao redor do buraco negro maior, seu caçula cria duas bolhas de gás quente que explodem, lançando no espaço um flash de luz mais brilhante que um trilhão de estrelas (a Via Láctea tem cerca de 200 bilhões).

Foi esse brilho que o Spitzer captou e registrou. Segundo os dados enviados por ele, a órbita do buraco negro menor é alongada e irregular, mudando de posição e inclinação em relação ao disco de gás. Isso faz com que o flash de luz apareça com apenas um ano de diferença; em outras ocasiões, pode demorar até uma década para que ele se repita.

Previsão tem margem de erro de quatro horas

Um modelo preditivo eficiente dessa órbita surgiu em 2010, com uma margem de erro entre uma e três semanas. Ele se mostrou correto ao prever o aparecimento de um flash em dezembro de 2015. A janela de previsão diminuiu para quatro horas em 2018, graças a um modelo criado por pesquisadores do Instituto Tata de Pesquisa Fundamental em Mumbai.

Em 31 de julho de 2019, o Spitzer conseguiu registrar a ocorrência do espaço, quando a OJ 287 estava fora da vista de todos os telescópios no solo e da órbita da Terra, seis meses antes que a NASA o aposentasse.

"Capturamos o momento exato em que ele aconteceu, quando nenhum outro instrumento feito pelo homem seria capaz de fazê-lo, naquele momento específico", disse o cientista associado da Caltech Seppo Laine, que supervisionou as observações de Spitzer.

O telescópio espacial, estacionado a 254 milhões de quilômetros da Terra, pôde observar o sistema até o início de setembro, quando a OJ 287 enfim se tornou observável pelos telescópios da Terra.

Ocultos pela escuridão

Buracos negros não são imóveis nem observáveis diretamente – por isso o registro detalhado feito pelo telescópio infravermelho recém aposentado é tão importante.

Segundo a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, a gravidade é a distorção do espaço pela massa de um objeto; quando um objeto se move, essas distorções se transformam em ondas. Mesmo que o físico alemão tenha previsto sua existência em 1916, ela só foi comprovada em 2015, pelo Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO).

No caso do monstruoso buraco negro da OJ 287, as ondas gravitacionais geradas por ele transportam energia suficiente para alterar a órbita do buraco negro menor e, por tabela, o tempo entre as explosões – por isso elas são irregulares.

A órbita elíptica do buraco negro menor pode ser prevista com uma margem de erro de apenas quatro horas.A órbita elíptica do buraco negro menor pode ser prevista com uma margem de erro de apenas quatro horas.Fonte:  European Southern Observatory/Reprodução 

Einstein e Hawking tinham razão

Usando os dados compilados pelo LIGO, o modelo de previsão incorporou o Teorema "Sem Pelos" dos Buracos Negros, de Stephen Hawking e outros físicos. Segundo ela, o horizonte de eventos de um buraco negro (área de onde nem mesmo a luz escapa) é simétrico e liso, sem "calombos".

No caso do sistema OJ 287, uma protuberância maciça distorceria o espaço ao seu redor e alteraria o caminho do buraco negro menor e a frequência com que ele colide com o disco de gás de seu irmão maior – seria impossível prever o fenômeno com tanta certeza.

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