Não há buracos negros supermassivos perigosos por perto

Buraco negro (Imagem gerada por IA em Google Whisk)

por Hugh Ross
13 de maio de 2019

Os médicos nos dizem que ter barriga saliente não é bom para a nossa saúde e bem-estar. Eles também nos alertam que quanto maior a barriga em proporção ao nosso peso corporal total, maior o impacto na nossa saúde, bem-estar e longevidade. Assim como para os seres humanos, o mesmo se aplica às galáxias.

Assim como os seres humanos, as galáxias possuem um núcleo onde reside uma proporção significativa de sua massa total. Diferentemente dos seres humanos, parte da massa do núcleo de uma galáxia se torna extremamente densa. Quando esse núcleo colapsa, forma um buraco negro supermassivo.

Um buraco negro supermassivo (BNSM) possui uma massa que excede um milhão de vezes a massa do Sol. Todas as galáxias médias, grandes e gigantes possuem um BNSM na parte central de seu núcleo. Galáxias anãs e aglomerados globulares também possuem buracos negros centrais massivos em seus núcleos, embora a massa desses buracos negros normalmente varie entre alguns milhares e alguns milhões de vezes a massa do Sol.

O número e a densidade de estrelas e nuvens de gás nos núcleos das galáxias tornam os BNSMs inevitáveis. As regiões logo além do horizonte de eventos dos maiores BNSMs estão entre as mais brilhantes de todo o universo. O horizonte de eventos de um buraco negro é a distância do seu centro a partir da qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Da perspectiva de um observador externo, tudo dentro do horizonte de eventos de um buraco negro parece preto. Daí a denominação "buraco negro".

Buracos Negros Supermassivos em Outras Galáxias

Algumas semanas atrás, astrônomos capturaram a primeira imagem do horizonte de eventos de um buraco negro (veja a Figura 1). [1] Este buraco negro em particular está localizado no centro da galáxia supergigante M87 e tem uma massa equivalente a 6,5 ​​bilhões de massas solares. [2] M87 é a galáxia mais próxima (a 53,5 milhões de anos-luz de distância) com um buraco negro supermassivo com massa superior a 1 bilhão de massas solares.

Figura 1: Horizonte de eventos do buraco negro supermassivo de M87 (Imagem de Equipe do Telescópio Horizonte de Eventos - Event Horizon Telescope, em inglês – via Reasons to Believe)

Ainda bem que não residimos mais perto de M87 (ver Figura 2) do que residimos atualmente (notamos seu brilho). A massa de gás sendo sugada em direção ao horizonte de eventos de um BNSM como esse é convertida em energia pura com uma eficiência superior a 10%. Para comparação, a fornalha nuclear no núcleo do Sol converte matéria em energia com uma eficiência de 0,07%. A radiação emanada de fora do BNSM de M87 (ver Figura 3) é tão extremamente intensa e mortal que nenhuma vida é possível em qualquer galáxia próxima a M87. A galáxia da Via Láctea (GVL) está a uma distância mínima, de forma que a saúde e a civilização humanas não sejam afetadas.

Figura 2: Galáxia supergigante M87.
A M87 está localizada na parte central do Aglomerado de Virgem. Os milhares de pequenos pontos brancos nesta imagem não são estrelas. Cada um deles é um aglomerado globular que contém centenas de milhares a vários milhões de estrelas, além de um buraco negro de massa intermediária com uma massa milhares de vezes maior que a do Sol. (Imagem de Canada/France/Hawaii Telescope/Coelum via Reasons to Believe)

Figura 3: Radiação extremamente intensa e mortal do âmago do núcleo de M87 (Imagem de NASA/ESA/STScI/AURA via Reasons to Believe)

M87 não é a única galáxia a possuir um buraco negro supermassivo (BNSM) com mais de um bilhão de massas solares. Os astrônomos não conseguem medir diretamente as massas dos BNSMs que alimentam todos os quasares e blazares, mas sabemos que a produção de energia desses astros exige nada menos que BNSMs com bilhões de massas solares.

O buraco negro supermassivo mais massivo já descoberto e medido diretamente possui 17 bilhões de massas solares. [3] Este monstro pertence à galáxia NGC 1600. Novamente, é crucial para a nossa existência que a GVL não esteja próxima de um quasar, um blazar ou da NGC 1600.

Buraco Negro Supermassivo na Galáxia de Andrômeda

A GVL reside no Grupo Local (ver Figura 4). O Grupo Local é excepcional entre os aglomerados de galáxias por não conter galáxias gigantes e apenas duas galáxias grandes, a nossa e a galáxia de Andrômeda (ver Figura 5). É excepcional também por suas galáxias grandes estarem muito distantes umas das outras.

Figura 4: Mapa do Grupo Local de Galáxias. A Via Láctea está no canto inferior direito da imagem, e a galáxia de Andrômeda no canto superior esquerdo. A pequena galáxia espiral, a galáxia do Triângulo, está abaixo e ligeiramente à esquerda da galáxia de Andrômeda. As duas próximas maiores galáxias do Grupo Local, as Nuvens de Magalhães (Grande e Pequena), estão acima da Via Láctea. (Imagem de NASA/ESA/JPL-Caltech; Mapa de Hugh Ross em Reasons to Believe)
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Figura 5: Galáxia de Andrômeda (Imagem de Adam Evans - Wikimedia Commons, CC BY 2.0 - via Reasons to Believe)

A distância excepcional da galáxia de Andrômeda também nos beneficia. O buraco negro supermassivo (BNSM) na Galáxia de Andrômeda tem uma massa entre 50 e 140 milhões de vezes a massa do Sol. [4] Assim, sua emissão de radiação elimina a galáxia de Andrômeda como possível candidata a abrigar vida avançada. Se a Via Láctea estivesse muito mais próxima de Andrômeda, também seria incapaz de abrigar vida avançada a longo prazo. Além disso, é uma sorte para nós que o BNSM de Andrômeda esteja atualmente em um estado excepcionalmente quiescente (estado de atividade de radiação muito baixa). [5]

As massas BNSMs em M87 e na galáxia de Andrômeda não são excepcionalmente grandes. Elas são típicas para galáxias com essas características. O que é incomum é a grande distância do Grupo Local ao centro do Aglomerado de Virgem e a grande distância entre a Via Láctea e Andrômeda. A escassez de galáxias gigantes e grandes nas proximidades da nossa galáxia também é incomum. Devido a essas características notavelmente incomuns, a vida na Terra está protegida da radiação mortal emanada dos BNSMs de galáxias externas. No próximo artigo, descreverei o BNSM único da Via Láctea.

Notas de Fim

1. Event Horizon Telescope Collaboration, “First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole”, Astrophysical Journal Letters 875, n.º 1 (10 de abril de 2019): id. L1, doi:10.3847/2041-8213/ab0ec7; Event Horizon Telescope Collaboration, “First M87 Event Horizon Telescope Results. VI. The Shadow and Mass of the Central Black Hole”, Astrophysical Journal Letters 875, n.º 1 (10 de abril de 2019): id. L6, doi:10.3847/2041-8213/ab1141.
2. Event Horizon Telescope Collaboration, “First M87 Event Horizon Telescope Results. VI. The Shadow and Mass of the Central Black Hole”, Astrophysical Journal Letters 875, n.º 1 (10 de abril de 2019): id. L6, doi:10.3847/2041-8213/ab1141.
3. Jens Thomas et al., “A 17-Billion-Solar-Mass Black Hole in a Group Galaxy with a Diffuse Core”, Nature 532 (21 de abril de 2016): 340–42, doi:10.1038/nature17197.
4. Zhiyuan Li et al., “The Murmur of the Hidden Monster: Chandra’s Decadal View of the Supermassive Black Hole in M31”, Astrophysical Journal Letters 728 (10 de fevereiro de 2011): id. L10, doi:10.1088/2041-8205/728/1/L10; R. B. Menezes, J. E. Steiner e T. V. Ricci, “Discovery of an Hα Emitting Disk around the Supermassive Black Holwe of M31”, Astrophysical Journal Letters 762 (10 de janeiro de 2013): id. L29, doi:10.1088/2041-8205/762/2/L29; Ralf Bender et al., “HST STIS Spectroscopy of the Triple Nucleus of M31: Two Nested Disks in Keplerian Rotation around a Supermassive Black Hole”, Astrophysical Journal 631 (20 de setembro de 2005): 280-300, doi:10.1086/432434.
5. Li et al., “Murmur of the Hidden Monster”, p. 1.

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Traduzido de No Nearby Nasty Supermassive Black Holes (RTB)

Etiquetas:

astronomia - astrofísica - ajuste fino do universo - zonas habitáveis no/do universo