Estudos dos raios-X emitidos na vizinhança de três buracos negros permitiram que pesquisadores estimassem a velocidade com que os abismos cósmicos giram, arrastando consigo a própria estrutura do espaço: em um dos casos, o resultado ficou em 98% do limite máximo previsto pela teoria.
Buracos negros são, por definição, invisíveis, mas os efeitos que provocam na matéria e no espaço ao redor são dramáticos. Cientistas usam esses efeitos para tentar deduzir algumas propriedades dos próprios buracos, pontos do espaço onde a matéria existe em forma tão concentrada que o campo gravitacional gerado engole até mesmo a luz.
Os pesquisadores Jeffrey McClintock e Ramesh Narayan, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, usaram o satélite Rossi X-ray Timing Explorer, da Nasa, para fazer a medição.
“Na astronomia, um buraco negro é descrito, completamente, por dois números: a massa e a velocidade com que gira”, explica McClintock, segundo nota divulgada pelo Harvard-Smithsonian.
“Não conhecemos outra coisa tão simples” na natureza, “exceto partículas fundamentais, como elétron e o quark”. Medir a massa de buracos negros já é uma tarefa possível há tempos, mas definir a rotação vinha se mostrando bem mais difícil.
A técnica usada por McClintock e Narayan se vale de uma previsão da teoria da relatividade de Albert Einstein: o gás que mergulha num buraco negro emite radiação apenas até um certo raio, que fica ainda fora do chamado horizonte de eventos – o limite a partir do qual nada pode escapar do abismo.
O gás pára de irradiar antes de tocar no horizonte porque, a partir de um certo momento, a queda é rápida demais para permitir a produção de muita radiação.
O raio crítico para a emissão de radiação depende da taxa rotação: quanto mais rápido o buraco negro gira, mais perto dele ainda é possível haver emissão. Isso ocorre por causa do efeito de arrasto que o buraco negro exerce sobre o espaço-tempo: as partículas acabam sendo arrastadas junto, ganhando um impulso que permite que se mantenham em órbita ao redor do buraco negro a distâncias bem próximas ao horizonte de eventos.
Quanto menor o raio crítico, mais intensos os raios-X emitidos pelo disco de matéria que se forma ao redor do buraco negro. A partir do brilho e da temperatura dos raios, os pesquisadores deduzem o raio crítico. Com o raio crítico, a taxa de rotação.
O buraco negro de alta velocidade, GRS 1915, tem cerca de 14 vezes a massa do Sol.
Os cientistas envolvidos na pesquisa concluem que os buracos negros estudados já nasceram com suas taxas de rotação, a partir do momento angular herdado da estrela que entrou em colapso ao dar origem aos abismos. A conservação do momento angular faz com que um objeto giratório ganhe velocidade ao encolher – é por isso que um patinador gira mais rápido ao fechar os braços, por exemplo.
O trabalho sobre a rotação dos buracos negros está publicado no periódico Astrophysical Journal. (Carlos Orsi/ Estadão Online)
