novembro 15, 2007

Algo estranho no Centro da Via-láctea

Posted in Astronomia, Física às 8:11 pm por espacointuicao


Hoje, lendo uma reportagem da folha de S. Paulo, intitulada “Físicos conseguem ‘despir’ buraco negro”, lembrei-me de um trecho do livro “Einstein, Gertrude Stein, Wittgenstein e Frankstein: Reinventando o universo”, de John Brockman, que li há alguns anos atrás. Através dos estudos apresentados nesta obra os famigerados Buracos Negros, propostos por Einstein, no início do Século XX, não seria, como seu nome indica, “Negros”. Embora, sua descomunal atração gravitacional provoque o decaimento de toda matéria próxima ao seu centro, ou ainda, no limiar do seu horizonte de Eventos, inclusive a luz, o que poderia nos dar uma idéia de que nada poderia fugir ao seu domínio, logo, os Buracos Negros seriam “negros”, não emitiriam qualquer tipo de radiação, conseqüentemente teriam de ser invisíveis, porém, através de novos estudos e abordagens, como a de Brockman, a entropia provocada pela fulminante atração gravitacional do núcleo comprimido desse corpo, poderia gerar energia suficiente para vencer o efeito atrativo e espalhando-se pelo espaço. Abaixo transcrevi a parte do texto onde Brockman explica a teoria dos “Buracos Brancos”.

“Quando poderosas fontes de rádio foram observadas pela primeira vez nos céus, no início da década de 1960, pensava-se que elas representassem um novo tipo de estrela. Quando foram localizadas opticamente, descobriu-se que elas muitas vezes se originavam de objetos muito brilhantes parecidos com estrelas. Entretanto, estudos posteriores mostraram que os objetos se situavam muito além do que o seu brilho fazia supor. (…) Uma vez que sua identidade precisa continou sendo um mistério, os astrônomos não sabiam ao certo se as deveriam classificar como estrelas propriamente ditas, começando a referi-las como ‘fontes de rádio quase estrelares’ [ou Quasares].
(…)Acredita-se que os quasares são galáxias normais, com algum tipo de fonte de energia no centro.(…) Em outras palavras, os quasares podem ser galáxias normais com buracos negros ativos em seu centro, consumindo rapidamente a galáxia a partir do núcleo e convertendo grande parte de sua massa em emissões de rádio e de luz.
O conceito de buraco negro foi ideado pela primeira vez em 1915, quando o astrônomo alemão Karl Schwarzchild, em seu leito de morte, esboço uma descrição matemática do que poderia acontecer se a atração gravitacional de um corpo fosse tão poderosa que o corpo continuasse a se contrair até para além da própria trama do espaço.(…) john Weeler, de Princeton, criou o termo ‘buraco negro’ e o conceito foi aceito. Os astrônomos não têm certeza ainda se os buracos negros existem, mas há um consenso cada vez mais amplo de que o universo esteja repleto deles.
Admite-se agora que os buracos negros sejam estrelas gravitacionalmente contraídas, tão densas que uma colher de sopa de sua matéria pesaria mais de um bilhão de toneladas. Originalmente acreditava-se que nada, nem mesmo a luz, poderia escapar deles. Por essa razão, os astrônomos postulavam inicialmente que os buracos negros fossem completamente invisíveis. Entretanto, (…) poderia ser detectado pelas perturbações que causaria na órbita do outro objeto.(…) O objeto, chamado Cygnus X-1, é considerado o primeiro buraco negro descoberto.
Em ‘A Hole in the Milky Way’, escrito por M. Mitchell Waldrop e publicado em junho de 1977 em Science, o autor discorre sobre a energia e o movimento que acontecem no núcleo de galáxias próximas. Ele explica que, longe de ser prisões cósmicas das quais nada escapa, os buracos negros, em certas circunstâncias, podem funcionar como prodigiosos geradores de energia.(…)
Um modelo assim também poderia explicar os longos jatos de matéria disparados por alguns quasares. Como o gás e a poeira cósmica espiralam dentro do buraco, as partículas tendem a se distribuir em uma formação discóide. Com o aumento da pressão, pode-se calcular que parte desse material será expelido do eixo do disco em imensos jatos. Isso pode explicar por que algumas poderosas emissões de rádio de galáxias distantes parecem se originar fora da galáxia propriamente dita e provir do eixo de seus discos galácticos. Se, além disso, o buraco negro estiver girando, ele provocará a oscilação dos disco, produzindo jatos espirais parecidos com os jatos d’água de um irrigador rotativo de jardim. Mais uma vez, tais espirais também têm sido observadas.
(…)Os quasares (…) são na realidade protogaláxias, mostrando como todas as galáxias eram em sua infância. Outra escola de pensamento sustenta que as galáxias se formam primeiro, depois as estrelas densas em seus centros se coalescem e contraem formando os buracos negros.(…)
Evidentemente, o interesse centrou-se no núcleo de nossa própria galáxia. Sabe-se, há alguns anos, que o núcleo da Via-láctea é um emissor de rádio. (…) Em 1977, Kenneth I. Kellerman e seus colegas do Observatório Nacional de Radioastronomia decidiram medir o tamanho da fonte de rádio. A partir das emissões registradas nessas experiências, calculou-se que a fonte de rádio se localizava em Sagitário A Oeste, provavelmente no núcleo da galáxia, e sua largura media aproximadamente só duzentas unidades astronômicas [uma unidade astronômica: mais ou menos 30 bilhões de quilômetros]. Uma vez que as observações anteriores com comprimentos de onda maiores indicaram maiores amplitudes, teorizou-se que o espalhamento das ondas durante a trajetória fez a fonte parecer maior do que era na realidade. Sugeriu-se ainda que se a fonte fosse analisada com comprimentos de onda ainda mais curtos, se encontraria um valor ainda menor para a fonte.
(…)Utilizando o telescópio infravermelho da Mauna Kea, Ian Gately, do Reino Unido, relatou a existência de um tênue halo de poeira de silicatos ao redor do centro da galáxia. Porém ele descobriu que a poeira, em vez de cobrir completamente a região, parecia distribuída em forma de anel. Isso indicava que q poeira estava submetida a algum processo que lhe dava a forma anular.(…)
Descoberta ainda mais intrigante é a de que a temperatura da poeira cósmica só atinge algumas centenas de graus Kelvin [escala ºC + 273]. Embora essa temperatura seja baixa em termos cósmicos, ela faz a poeira atingir um luminosidade várias centenas de milhões de vezes maior que a do Sol. Gatley acha que esse fenômeno pode se explicar por um aglomerado compacto de estrelas jovens e quentes, mas afirma que seriam necessários cerca de mil sóis jovens empacotados num só volume de aproximadamente um ano-luz de largura para corroborar os dados observados.(…)
Em ‘A Hole in the Milky Way, Waldrop cita Robert L. Brown, do Observatório nacional de Radioastronomia, que obteve um ‘retrato’ de ondas de rádio, mais nítido, do objeto que ocupa o centro de nossa galáxia, utilizando o recém-construído ‘Very Large Array’ (Disposição em Grande Escala) de radiotelescópios no Novo México. (…) Mostrou uma nuvem de gás espiralada, de três anos-luz de largura, no núcleo da galáxia, contendo um ponto muito pequeno e excepcionalmente luminoso na parte mais central. O objeto encontrava-se exatamente no meio do anel descoberto por Gatley.
De acordo com Brown, o gás no modelo espiralado parece ser ejetado a partir de alguma fonte central a uma velocidade de cerca de 350 quilômetros por segundo. Um dos braços dos jatos em espiral parece aproximar-se da Terra e o outro parece se afastar. Isso fez Brown concluir que fonte emissora do par de jatos opostos estava oscilando em ciclos de cerca de 2300 anos. Observa-se também que a fonte varia diariamente de intensidade, e uma vez que não se conhece nenhum processo físico que se mova mais rápido que a luz, essa capacidade de variação diária indica que a fonte não pode ser mais larga que um dia-luz ou não muito maior que o sistema solar. Dado que só uma poderosa força gravitacional poderia explicar a existência dos jatos espiralados e que a fonte da força gravitacional é relativamente pequena, Brown conclui que o objeto central deve ter sofrido uma contração gravitacional – em outras palavras, deve ser um buraco negro.
Pesquisa posteriores indicaram que o objeto no centro é a fonte mais ‘brilhante’ de raios gama em toda a galáxia. Richard Lingenfelter, da Universidade da Califórnia em San Diego, e Reven Ramaty, do Centro Goddard de Vôos Espaciais da NASA, acreditam que tais emissões também podem indicar a presença de um buraco negro, pois calculam que, se algum outro fenômeno provocasse a radiação, produziria também outros tipos de emissão.(…)
Muitos pesquisadores pensam agora que o objeto seja um buraco negro, mas alguns ainda têm dúvidas. Num artigo publicado na edição de fevereiro de 1983 de ‘Nature’, C. H. Townes, da universidade da Califórnia em Berkeley, e colegas argumentam que para uma fonte única carregar eletricamente os átomos tanto das nuvens mais próximas como das mais distantes no grau observado a luminosidade do objeto seria, no mínimo, superior à que é agora observada. Eles concluem que algumas observações sugerem a presença de um buraco negro, porém outras estão em desacordo com as teorias-padrão; em conseqüência, a questão de a fonte ser ou não um buraco negro deve continuar aberta. Eles concordam entretanto que ‘a atividade associada a buracos negros pode claramente variar com o tempo; pode ter sido predominante nessa região do universo no passado e agora estar quiescente. Também o comportamento de um buraco negro pode ser muito mais complexo do que algumas teorias admitem, e em face dessas inúmeras complexidades não temos experiência que nos ajude a compreender o que podemos esperar’”. (pp. 47-52)

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Referências Bibliográficas

BROCKMAN, John. Parte I: O UNIVERSO COSMOLÓGICO – Algo estranho no centro da Via-láctea. In.: Einstein, Gertrude Stein, Wittgenstein e Frankstein: Reiventando o universo. Trad. Valter Ponte. São Paulo:Companhia das Letras, 1988. pp. 47-52.

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