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Ciência

Um experimento com Cygnus X-1 pode mudar tudo o que sabemos sobre buracos negros

Cientistas finalmente conseguiram medir diretamente a força dos jatos expulsos por um buraco negro. O resultado muda o que sabemos sobre esses objetos e pode ajudar a explicar como galáxias inteiras evoluem.
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Tempo de leitura: 4 minutos

Durante décadas, os buracos negros foram tratados como gigantes cósmicos que apenas consomem tudo ao redor. Mas a realidade é muito mais estranha — e muito mais explosiva. Enquanto devoram matéria e luz, alguns deles também lançam enormes quantidades de energia de volta ao universo em velocidades absurdas. O problema é que ninguém conseguia medir exatamente quão poderosos eram esses jatos. Até agora. Um novo estudo acaba de revelar números impressionantes que podem mudar a forma como entendemos a própria evolução das galáxias.

O sistema espacial que permitiu uma medição quase impossível

O objeto analisado pelos pesquisadores é um dos buracos negros mais famosos já identificados pela astronomia moderna. Conhecido como Cygnus X-1, ele forma um sistema binário ao lado de uma estrela azul supergigante. Os dois orbitam um ao outro enquanto o buraco negro “rouba” lentamente gás da estrela vizinha.

Esse material não cai diretamente no interior do buraco negro. Antes disso, ele forma um disco extremamente quente que gira em velocidades gigantescas. É justamente nesse ambiente caótico que surge um dos fenômenos mais extremos do universo: os chamados jatos relativísticos.

Esses jatos funcionam como correntes de partículas e radiação lançadas para o espaço em direções opostas, viajando próximas à velocidade da luz. Eles conseguem atravessar enormes distâncias cósmicas e influenciar regiões inteiras ao redor.

Durante muito tempo, os astrônomos sabiam que esses jatos eram incrivelmente energéticos. O problema era outro: não existia uma forma realmente direta de calcular sua potência real. As medições anteriores dependiam apenas dos rastros deixados pelos jatos no espaço, como cavidades em nuvens de gás ou deformações no ambiente interestelar.

Era como tentar descobrir a potência de um motor olhando apenas as marcas deixadas no chão.

Agora, pela primeira vez, cientistas encontraram um método capaz de medir diretamente essa força.

Cygnus X 1a
© M. Kornmesser – ESO

Os jatos liberam uma energia comparável à de mil sóis

Os resultados impressionam bastante. Segundo os cálculos do novo estudo, os jatos emitidos por Cygnus X-1 carregam uma potência equivalente à energia produzida por cerca de mil sóis ao mesmo tempo.

Além disso, as partículas lançadas pelos jatos alcançam velocidades próximas de 540 milhões de quilômetros por hora.

Mas talvez o dado mais curioso seja outro: aproximadamente 10% de toda a energia gerada pela matéria antes de cair no buraco negro acaba sendo convertida nesses jatos relativísticos. Em outras palavras, parte da energia não desaparece no interior do objeto. Ela retorna ao universo de forma extremamente violenta.

E isso levanta uma das perguntas mais intrigantes da astrofísica moderna: como um objeto conhecido por engolir até a luz consegue, ao mesmo tempo, lançar estruturas tão energéticas para o espaço?

A resposta ainda não é totalmente clara. Mas o novo método representa um avanço importante.

Os pesquisadores descobriram que a chave estava nos ventos produzidos pela estrela gigante do sistema. Esses ventos estelares colidem contra os jatos e alteram levemente sua trajetória. Observando quanto os jatos se deformam diante de uma força conhecida, os cientistas conseguiram calcular sua resistência e potência com muito mais precisão.

O processo foi refinado usando simulações computacionais avançadas, permitindo uma estimativa muito mais confiável do que as técnicas anteriores.

Por que essa descoberta pode mudar nossa visão sobre galáxias inteiras

A importância desse estudo vai muito além de um único buraco negro. Os jatos relativísticos emitidos por objetos supermassivos podem afetar diretamente a evolução de galáxias inteiras.

Essas estruturas conseguem aquecer enormes regiões de gás, alterar a formação de estrelas e redistribuir matéria em escalas gigantescas. Em alguns casos, os jatos podem até impedir que novas estrelas surjam em determinadas regiões do cosmos.

Isso significa que eles não são apenas um efeito colateral espetacular da atividade dos buracos negros. Eles podem ser uma das principais ferramentas responsáveis por moldar o universo visível.

Os próprios pesquisadores reconhecem que ainda existe uma limitação importante: até agora, o método foi aplicado em apenas um sistema específico. Para confirmar sua eficácia, será necessário repetir as medições em outros buracos negros, especialmente nos supermassivos localizados no centro das galáxias.

Mesmo assim, o avanço já representa uma mudança importante para a astronomia.

Pela primeira vez, os cientistas começam a deixar de observar apenas as consequências desses jatos para medir diretamente a máquina física que os produz. E isso aproxima a ciência de entender um dos fenômenos mais extremos e fascinantes do cosmos.

Porque no fim das contas, os buracos negros talvez não sejam apenas os grandes devoradores do universo.

Eles também podem estar entre seus motores mais violentos.

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