São Paulo (AUN - USP) - Analisando a luz das estrelas de uma Galáxia chamada M94, é possível estimar que a maior parte delas foi gerada há 2,3 bilhões de anos. O pesquisador e professor de Astrofísica da USP, João Evangelista Steiner, acredita que elas surgiram da colisão de duas galáxias, fenômeno no qual as estrelas não colidem, mas os gases sim, criando um surto de novas estrelas. Contudo, os físicos nunca conseguiram evidenciar a existência de um buraco negro nessa galáxia.

Steiner fez um experimento que comprovava que cada galáxia tinha um buraco negro. Se cada galáxia tinha um buraco negro, deveria supostamente haver dois buracos na M94 – formados pelo conjunto das duas galáxias mães.

Entretanto, há três anos, os físicos conseguiram fazer com que dois buracos se fundissem. Nos instantes finais, eles emitiram ondas gravitacionais muitíssimo fortes e, como força de reação, o buraco negro final foi ejetado do seu local de origem, mas tende a voltar ao estado central em 100 milhões de anos. Esse é caso provável da M94.

Buracos da M94
Uma configuração muito comum na via Láctea é a de um buraco negro estelar ao lado de uma estrela normal. Existe um outro tipo de buraco negro que tem a massa muito maior e é encontrado no centro das galáxias: os buracos negros “super massivos” - aqueles cuja massa vai de um milhão a um bilhão de vezes a massa do sol. Eles são muito comuns e praticamente todas as galáxias de grande massa têm um desses. “Segundo estatísticas que acabamos de fazer, essa parece ser uma regra geral”, complementa Steiner, que também coordena o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Astrofísica. Ele fez um estudo em que identificou que todas as galáxias de grande massa têm um buraco negro de massa quatrocentas vezes menor do que ela.

A M94 sempre foi apontada como não tendo um buraco negro. “Eu me interessei em pesquisar sobre essa galáxia para descobrir se ela tem ou não um buraco negro”, conta Steiner. Por meio de ondas de rádio emitidas em certo ponto da galáxia, foi descoberta uma massa quatro milhões de vezes maior que a do Sol e invisível a todos aparelhos conhecidos. Para o pesquisador, “só podia ser um buraco negro”.

Ele utilizou um telescópio de ultima geração para produzir um tipo especial de fotografia, com o qual fazia uma imagem com um detalhamento cerca de dez milhões de vezes maior do que o de uma foto comum. Para fazer a leitura dessa imagem “inventei uma metodologia”, orgulha-se o pesquisador. Trata-se de uma técnica matemática, recém-publicada em junho, que decompõe as informações em eixos vetoriais independentes.

Cada eixo informa sobre um fenômeno físico distinto. Um dos eixos explica 99,7 % da variância dos dados; já outro representa apenas 0,03%, mas foi o responsável por localizar a existência do buraco -que não está no centro da galáxia.

A evolução de uma estrela
A previsão de vida do Sol é de cinco bilhões de anos. Uma estrela dessa grandeza, após consumir todo o gás combustível de seu núcleo, começa a se contrair nas partes centrais, enquanto as externas são expelidas para o espaço. Isso cria uma brisa iluminada pela estrela, que está se transformando em uma anã branca, cuja densidade é um milhão de vezes a do Sol, por sua vez, igual à da água.

Se o astro tiver uma massa muito maior do que a do Sol, após consumir todo combustível do seu núcleo, ele explode muito violentamente e o que sobra é uma estrela de nêutrons. Ela passa a girar muito rapidamente e, para isso, deve ter o raio compacto – cerca de dez quilômetros. Sua densidade atinge um milhão de vezes a de uma anã branca, ou seja, um trilhão de vezes a densidade da água.

À medida que o raio de um corpo diminui, a gravidade aumenta. Existe um valor mínimo de raio para o qual ela tende ao infinito. Para uma estrela de nêutrons, o raio limite é, em geral, de três quilômetros. Quando ele chega perto desse valor, a estrela entra em colapso, transformando-se em um objeto muito mais denso. Ela se condensa tanto que a gravidade produzida atrai até a própria luz emitida. Surge, assim, o famoso buraco negro estelar.