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Ciência

Como nasce um buraco negro? A resposta começa quando uma estrela perde a batalha contra a própria gravidade

Alguns buracos negros surgem após o colapso de estrelas gigantes. Mas explicar a origem dos maiores monstros do Universo continua sendo um dos grandes desafios da astronomia.
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Tempo de leitura: 4 minutos

Eles estão entre os objetos mais extremos do Universo. Concentram uma enorme quantidade de massa em uma região tão compacta que, depois de ultrapassado determinado limite, nem mesmo a luz consegue escapar de sua gravidade.

Mas como algo assim pode se formar?

Para uma parte dos buracos negros conhecidos, a resposta começa no interior de estrelas muito mais massivas que o Sol. Durante milhões de anos, essas estrelas vivem em um equilíbrio delicado entre duas forças opostas. A gravidade tenta comprimir toda a matéria em direção ao centro, enquanto a energia produzida pela fusão nuclear exerce pressão para fora.

Quando o combustível acaba, esse equilíbrio desaparece. E o que acontece nos instantes seguintes pode produzir um dos objetos mais estranhos da natureza.

Tudo começa quando uma estrela fica sem combustível

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© NASA, ESA, CSA, STScI

Durante a maior parte de sua existência, uma estrela transforma elementos mais leves em outros mais pesados por meio da fusão nuclear.

Esse processo libera enormes quantidades de energia e ajuda a impedir que a própria gravidade esmague a estrela.

O problema chega quando estrelas suficientemente massivas deixam de conseguir produzir energia suficiente em seus núcleos.

A gravidade vence.

As camadas internas começam a desabar rapidamente em direção ao centro e ocorre um violento colapso gravitacional. Dependendo da massa da estrela e de outras características, suas regiões externas podem ser lançadas ao espaço durante uma explosão estelar.

Se o núcleo remanescente for suficientemente massivo, nem mesmo a matéria extremamente comprimida consegue interromper o colapso.

Segundo a Agência Espacial Europeia (ESA), se o núcleo compacto restante superar aproximadamente três massas solares, ele pode continuar sendo comprimido até formar um buraco negro.

O Sol nunca vai se transformar em um buraco negro

Isso também derruba uma ideia bastante popular: nem toda estrela termina sua vida dessa maneira.

Nosso Sol, por exemplo, simplesmente não possui massa suficiente.

Daqui a bilhões de anos, ele passará por outras etapas de evolução estelar, expandindo-se como uma gigante vermelha antes de terminar como uma anã branca. Não haverá um buraco negro no centro do Sistema Solar.

O destino extremo está reservado às estrelas muito mais massivas.

A ESA explica que buracos negros de massa estelar podem nascer nos últimos momentos de estrelas com mais de 20 vezes a massa do Sol. Quando o combustível nuclear se esgota, a pressão que sustentava a estrela desaparece e sua estrutura pode entrar em colapso rapidamente.

O resultado concentra várias massas solares em uma região extraordinariamente pequena.

O horizonte de eventos marca o ponto sem volta

Um buraco negro não deve ser imaginado simplesmente como uma esfera escura flutuando pelo espaço.

Uma de suas características fundamentais é o chamado horizonte de eventos.

Ele representa uma fronteira ao redor do buraco negro. Depois que matéria ou radiação ultrapassa esse limite, não existe caminho conhecido de volta para o exterior.

A velocidade necessária para escapar seria superior à velocidade da luz.

Como nada pode viajar mais rápido que a luz, nem mesmo ela consegue retornar depois de atravessar o horizonte.

Isso também explica por que não podemos observar diretamente um buraco negro da mesma maneira que enxergamos uma estrela.

Os astrônomos detectam sua presença principalmente observando seus efeitos sobre o ambiente: estrelas orbitando objetos invisíveis, gás extremamente quente ao redor deles, emissões de raios X ou ondas gravitacionais produzidas durante colisões entre buracos negros.

Mas existe um problema: os gigantes não são tão fáceis de explicar

O processo de colapso estelar explica razoavelmente bem a formação dos chamados buracos negros de massa estelar.

A situação fica muito mais misteriosa quando chegamos aos buracos negros supermassivos.

Eles possuem milhões ou até bilhões de vezes a massa do Sol e aparecem no centro da maioria das grandes galáxias, incluindo a Via Láctea.

Durante muito tempo, uma das principais hipóteses foi que pequenos buracos negros poderiam crescer gradualmente ao devorar matéria e se fundir com outros buracos negros.

Mas existe uma dificuldade.

Astrônomos já encontraram buracos negros gigantescos quando o Universo ainda era extremamente jovem. Alguns parecem ter atingido massas enormes rápido demais para serem facilmente explicados apenas pelo crescimento de pequenos buracos negros estelares.

Observações recentes do telescópio James Webb estão tornando o mistério ainda mais intrigante. Em 2026, pesquisadores identificaram evidências de um buraco negro com cerca de 50 milhões de massas solares em uma pequena galáxia observada como era há mais de 13 bilhões de anos. Os resultados levantaram inclusive a possibilidade de que ele tenha se formado antes de sua própria galáxia.

Talvez existam diferentes maneiras de criar um buraco negro

As equações de Einstein escondem um objeto que faria exatamente o contrário de um buraco negro
© Unsplash

É por isso que os astrônomos trabalham com vários caminhos possíveis.

Além do colapso de estrelas gigantes, buracos negros podem crescer através da acreção de matéria e da fusão com outros buracos negros. Também existem hipóteses envolvendo o colapso direto de enormes nuvens de gás no Universo primitivo.

Há ainda uma possibilidade muito mais exótica: os chamados buracos negros primordiais, que poderiam ter surgido em regiões extremamente densas nos primeiros instantes depois do Big Bang.

Sua existência ainda não foi comprovada.

Descobrir quais desses mecanismos realmente ocorreram — e quais deles deram origem aos primeiros buracos negros supermassivos — é uma das grandes questões que observatórios como o James Webb e futuras missões de ondas gravitacionais tentarão responder.

Sabemos bastante sobre como uma estrela gigante pode morrer e produzir um buraco negro. O verdadeiro mistério agora é descobrir como o Universo conseguiu fabricar alguns de seus maiores monstros tão cedo.

 

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