Buracos Negros
 
 
 
 

Imagem do satélite ROSAT do candidato a buraco negro LMC X-1. Este objeto se localiza na Grande Nuvem de Magalhães (160.000 anos-luz), tendo esta imagem sido obtida em raios-X. As emissões na faixa dos raios-X, neste caso, se devem a recombinação de elétrons a átomos ionizados.

 

 

Um buraco negro é um objeto astronômico extremamente denso; com uma composição e estruturas incertas (alguns pesquisadores propõem, por exemplo, que as estrelas de nêutrons (que não são compostas só de nêutrons e sim, de um número gigantesco de outras partículas subatômicas) tem um núcleo feito de quarks); pequena dimensão (sugerida pelo raio de Schwarzschild: R=2GM/c2) e o possível resultado do colapso de uma estrela com uma massa pelo menos maior que 20 massas solares. Sua observação direta não é possível, porque estes não emitem radiação. A única maneira de visualiza-los é através do estudo do efeito que causam em suas vizinhanças. Se um buraco negro pertence a um sistema estelar binário, cujos membros são próximos e existe diferença de massa entre eles, pode ocorrer a formação de um disco de acresção em torno do buraco negro. Quanto a matéria da estrela companheira espirala pelo disco de acresção até o buraco negro, ela fica extremamente quente gerando a emissão de radiação numa grande faixa do espectro eletromagnético, desde os raios gama até ondas de rádio, passando pela região do visível que o olho humano capta. Como o fluxo (taxa de energia por unidade de tempo por unidade de área) na faixa do visível é pequeno fica praticamente impossível, usando o olho como detector, observa-lo com um telescópio amador.
 

O espectro eletromagnético. A escala esta no logaritmo da freqüência (logn ). Onde n =c/l e log(10y)= y

 

As observações de candidatos a buracos negros são feitas por telescópios em órbita da Terra, usando a faixa do infravermelho, ultravioleta, raios gama e X (IRAS, OAO**,s, Hubble, Compton, Ariel, Chandra, Granat, etc.), com grandes tempos de exposição e um posterior tratamento dos dados por computador. Observações na Terra são feitas na faixa radio em observatórios como Arecibo e o VLA (Very Large Array, os radio-telescópios do filme Contato).
 
 
 

Imagem Very Large Array, na freqüência de 4835,1Mhz, do candidato a buraco negro V4641 sgr. Este objeto é caracterizado por emissões de jatos de matéria (caso da imagem) e variações súbitas da faixa do espectro, onde a emissão principal de radiação ocorre. Sua distância à Terra é de cerca de 1500 anos-luz e por suas singularidades é uns dos 4 dos chamados miniquasares conhecidos.

 

 

Como as anãs brancas e estrelas de nêutrons em sistemas binários também podem apresentar discos de acreção, a identificação efetiva de um buraco negro se vale de outros recursos como o da determinação de massa. Conhecendo a massa da estrela, através de espectroscopia, podemos obter a massa do companheiro invisível pelo período orbital do sistema. Com a estimativa da massa do companheiro invisível é possível verificar se este se enquadra na faixa prevista de massas das anãs brancas ou estrelas de nêutrons.

**OAO = Orbital Astronomical Observatory, os primeiros telescópios, plenamente orientáveis, a serem postos em órbita. O primeiro de uma série de quatro (I, II, B e III), foi lançado em 04/04/1966. Cada um dos três primeiros são equipados com 11 telescópios ultravioleta (UV). O OAO-II detectou uma supernova em maio de 1972, bem como emissões UV no centro da Galáxia de Andrômedra (M-31). O último, chamado de Copernicus, usou em sua missão um telescópio UV de 80cm de abertura. Na sessão Ligações existe um link para o heavens above, um previsor de visibilidade de satélites artificiais, onde você poderá saber se é possível observar algum dos OAO,s sobre sua cidade. Na cidade do Rio de Janeiro, eles ocasionalmente são visíveis com magnitudes próximas de 3.

*Na equação de Schwarzschild:

R = raio do buraco negro.

c= velocidade da luz; 3x108 m/s

M= massa do buraco negro

G= constante gravitacional universal; 6,67x10-11N.m2 /kg2

Um buraco negro de 1 massa solar tem um R= 3km
 
 

O Roentgen Satellite (Rosat) transporta um telescópio de raios-X de 83cm de abertura para observação de fótons com energias entre 0,1 a 2,0 keV .

 

Obs: 1 eV (elétron-volt) = unidade de energia usada em física quântica. 1eV = 1,60x10-19 joules. Para converter para n, basta usar a relação de Planck: E = hn , onde h = 6,63x10-34 j.s.

 

Referências

Kodama, T.: 1998, in Introdução à Astrofísica Nuclear, UFRJ/Instituto de Física, Rio de Janeiro, p.121

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