Buracos negros estão entre os objetos mais extremos do Universo. Sua gravidade cria uma fronteira, chamada horizonte de eventos, além da qual nem a luz consegue escapar. Apesar dessa característica comum, eles podem apresentar massas e histórias de formação muito diferentes. Os astrônomos distinguem três grandes categorias por massa: estelares, intermediários e supermassivos. Há também os hipotéticos buracos negros primordiais, definidos principalmente pela possível origem nos primeiros instantes do cosmos.
Buracos negros estelares: o que resta de estrelas massivas
Uma estrela permanece estável enquanto a pressão produzida em seu interior consegue enfrentar a gravidade. Quando o combustível nuclear se esgota, esse equilíbrio pode desaparecer, permitindo o colapso do núcleo.
Dependendo das características da estrela e da massa que ela conserva, o resultado pode ser um buraco negro. O processo pode envolver uma supernova, embora nem todo nascimento de buraco negro exija uma explosão brilhante.
Esses objetos apresentam massas de algumas até dezenas de vezes a massa solar, com possibilidades maiores conforme sua história. Também podem crescer ao capturar matéria ou se fundir com outros buracos negros.
A NASA estima que a Via Láctea possa abrigar até 100 milhões desses objetos. Muitos permanecem difíceis de detectar porque não possuem matéria próxima produzindo radiação intensa.
Quando há uma estrela companheira, o gás retirado dela pode formar um disco aquecido e emitir raios X. Essa atividade ajuda os astrônomos a identificar um objeto que, por si só, não emite luz.
Buracos negros supermassivos: os gigantes dos centros galácticos
No outro extremo estão os buracos negros supermassivos. Eles concentram de centenas de milhares a bilhões de massas solares e ocupam o centro de praticamente todas as grandes galáxias.
A Via Láctea abriga Sagitário A*, com aproximadamente quatro milhões de massas solares, a cerca de 26 mil anos-luz da Terra. Outro exemplo famoso é M87*, cuja massa estimada chega a 6,5 bilhões de sóis.
Em 2019, o Event Horizon Telescope revelou a primeira imagem da região ao redor de M87*. O anel brilhante corresponde à emissão de material próximo, enquanto a área escura central está associada à sombra do buraco negro.
A origem desses gigantes continua em investigação. Captura de gás e fusões contribuem para seu crescimento, mas explicar como alguns ficaram enormes tão cedo na história cósmica permanece um desafio.
Eles também não engolem automaticamente uma galáxia inteira. Estrelas suficientemente distantes podem seguir órbitas estáveis, como acontece ao redor de outros corpos com massa.
Buracos negros intermediários: a ligação entre os extremos
Entre os estelares e os supermassivos existe uma faixa que costuma abranger centenas a centenas de milhares de massas solares. Seus limites variam conforme a classificação utilizada.
Esses objetos interessam porque podem ajudar a explicar caminhos de crescimento até os gigantes galácticos. Entretanto, encontrá-los é difícil: sem gás próximo ou uma interação reveladora, sua presença pode passar despercebida.
Um candidato importante é 3XMM J215022.4−055108, associado a uma massa de aproximadamente 50 mil sóis. Em resultados divulgados em 2020 pela equipe do Hubble, observações localizaram a fonte em um aglomerado estelar distante. A emissão de raios X indicava uma estrela sendo despedaçada pela gravidade.
Outra evidência veio do evento GW190521, observado por LIGO e Virgo em 2019. A análise apontou uma fusão que produziu um remanescente com cerca de 142 massas solares. O anúncio ocorreu em 2020, portanto esses exemplos não representam descobertas feitas agora.
Buracos negros primordiais: uma hipótese do Universo jovem
Os primordiais teriam uma origem diferente. Em vez de resultar da morte de estrelas, poderiam ter surgido de regiões extremamente densas nos primeiros instantes após o Big Bang.
Essa categoria não corresponde necessariamente a objetos microscópicos. As previsões permitem uma ampla variedade de massas, dependendo das condições de formação. Até hoje, não há confirmação definitiva de sua existência.
Stephen Hawking propôs que efeitos quânticos poderiam fazer buracos negros perderem energia e evaporarem. Quanto menor a massa, mais rápido seria esse processo, segundo a previsão teórica.
Alguns cenários também investigam se buracos negros primordiais poderiam compor parte da matéria escura. A possibilidade permanece em estudo: confirmar esses objetos exigiria evidências capazes de distingui-los dos buracos negros produzidos pela evolução das estrelas.
