{"id":2932,"date":"2020-03-27T07:08:22","date_gmt":"2020-03-27T07:08:22","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=2932"},"modified":"2020-03-27T07:08:31","modified_gmt":"2020-03-27T07:08:31","slug":"buracos-negros-supermassivos-pouco-depois-do-big-bang-como-os-semear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2020\/03\/27\/buracos-negros-supermassivos-pouco-depois-do-big-bang-como-os-semear\/","title":{"rendered":"Buracos negros supermassivos pouco depois do Big Bang: como os “semear”"},"content":{"rendered":"\n
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Impress\u00e3o de artista de um dos mais primitivos buracos negros supermassivos conhecidos (c\u00edrculo preto central) no n\u00facleo de uma jovem gal\u00e1xia, rica em estrelas.
Cr\u00e9dito: NASA\/JPL-Caltech<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

S\u00e3o milhares de milh\u00f5es de vezes maiores que o nosso Sol: como \u00e9 poss\u00edvel que, como observado recentemente, os buracos negros supermassivos j\u00e1 estivessem presentes quando o Universo, agora com quase 14 mil milh\u00f5es de anos, tinha “apenas” 800 milh\u00f5es de anos? Para os astrof\u00edsicos, a forma\u00e7\u00e3o destes monstros c\u00f3smicos num t\u00e3o curto espa\u00e7o de tempo \u00e9 uma verdadeira dor de cabe\u00e7a cient\u00edfica, que levanta quest\u00f5es importantes sobre o conhecimento atual do desenvolvimento destes corpos celestes.<\/p>\n\n\n\n

Um artigo publicado recentemente na revista The Astrophysical Journal, pelo estudante de doutoramento Lumen Boco e pela sua orientadora Andrea Lapi, do SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati), fornece uma poss\u00edvel explica\u00e7\u00e3o para esta dif\u00edcil quest\u00e3o. Gra\u00e7as a um modelo original teorizado por cientistas de Trieste, It\u00e1lia, o estudo prop\u00f5e um processo muito r\u00e1pido de forma\u00e7\u00e3o nas fases iniciais do desenvolvimento dos buracos negros supermassivos, at\u00e9 agora consideradas mais lentas. Provando, matematicamente, que a sua exist\u00eancia era poss\u00edvel no jovem Universo, os resultados da investiga\u00e7\u00e3o conciliam o tempo necess\u00e1rio para o seu desenvolvimento com os limites impostos pela idade do Cosmos.<\/p>\n\n\n\n

A teoria pode ser totalmente validada gra\u00e7as a futuros detetores de ondas gravitacionais, como o Telesc\u00f3pio Einstein e o LISA, mas testada tamb\u00e9m em v\u00e1rios aspetos b\u00e1sicos com o atual sistema Advanced LIGO\/Virgo.<\/p>\n\n\n\n

O monstro c\u00f3smico que cresce no centro das gal\u00e1xias<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Os cientistas come\u00e7aram o seu estudo com uma evid\u00eancia observacional bem conhecida: o crescimento de buracos negros supermassivos ocorre nas regi\u00f5es centrais das gal\u00e1xias, progenitores das gal\u00e1xias el\u00edpticas atuais, que tinham um conte\u00fado de g\u00e1s muito alto e em que a forma\u00e7\u00e3o estelar era extremamente intensa. “As maiores estrelas vivem pouco tempo e evoluem muito rapidamente para buracos negros estelares, t\u00e3o grandes quanto v\u00e1rias dezenas de massas solares; s\u00e3o pequenos, mas nestas gal\u00e1xias muitos formam-se.”<\/p>\n\n\n\n

O g\u00e1s denso que os rodeia, explicam Boco e Lapi, tem um efeito definitivo muito poderoso de atrito din\u00e2mico e faz com que migrem muito depressa para o centro da gal\u00e1xia. A maioria dos in\u00fameros buracos negros que alcan\u00e7am as regi\u00f5es centrais fundem-se, criando a semente do buraco negro supermassivo. Boco e Lapi continuam: “De acordo com as teorias cl\u00e1ssicas, um buraco negro supermassivo cresce no centro de uma gal\u00e1xia capturando a mat\u00e9ria circundante, principalmente g\u00e1s, ‘cultivando-se’ a ele pr\u00f3prio e finalmente devorando essa mat\u00e9ria a um ritmo proporcional \u00e0 sua massa.”<\/p>\n\n\n\n

“Por esta raz\u00e3o, durante as fases iniciais do seu desenvolvimento, quando a massa do buraco negro \u00e9 pequena, o crescimento \u00e9 muito lento. Na medida em que, de acordo com os c\u00e1lculos, para atingir a massa observada, milhares de milh\u00f5es de vezes a do Sol, seria necess\u00e1rio um tempo muito longo, ainda maior do que a idade do Universo jovem.” O seu estudo, no entanto, mostrou que as coisas podem desenvolver-se muito mais depressa.<\/p>\n\n\n\n

A corrida louca dos buracos negros: o que os cientistas descobriram<\/strong><\/p>\n\n\n\n

“Os nossos c\u00e1lculos num\u00e9ricos mostram que o processo de migra\u00e7\u00e3o din\u00e2mica e fus\u00e3o de buracos negros estelares pode fazer com que a semente do buraco negro supermassivo alcance uma massa entre 10.000 e 100.000 vezes a massa do Sol em apenas 50-100 milh\u00f5es de anos.” Neste ponto, dizem os cientistas, “o crescimento do buraco negro central de acordo com a acre\u00e7\u00e3o direta de g\u00e1s, mencionada anteriormente e prevista pela teoria padr\u00e3o, tornar-se-ia muito mais r\u00e1pida, porque a quantidade de g\u00e1s que conseguir\u00e1 atrair e absorver tornar-se-ia imensa, e predominante no processo que propomos”.<\/p>\n\n\n\n

“No entanto, precisamente o fato de partir de uma semente t\u00e3o grande, como previsto pelo nosso mecanismo, acelera o crescimento global do buraco negro supermassivo e permite a sua forma\u00e7\u00e3o, tamb\u00e9m no Universo jovem. Em resumo, \u00e0 luz desta teoria, podemos afirmar que 800 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang, os buracos negros supermassivos j\u00e1 podiam povoar o Cosmos”.<\/p>\n\n\n\n

“Olhando” para o crescimento das sementes dos buracos negros supermassivos<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O artigo, al\u00e9m de ilustrar o modelo e demonstrar a sua efic\u00e1cia, tamb\u00e9m prop\u00f5e um m\u00e9todo de teste: “A fus\u00e3o de v\u00e1rios buracos negros estelares com a semente do buraco negro supermassivo no centro produzir\u00e1 ondas gravitacionais que esperamos ver e estudar com detetores atuais e futuros,” explicam os investigadores.<\/p>\n\n\n\n

Em particular, as ondas gravitacionais emitidas nas fases iniciais, quando a semente do buraco negro central ainda \u00e9 pequena, ser\u00e3o identific\u00e1veis pelos detetores atuais Advanced LIGO\/Virgo e totalmente caracteriz\u00e1veis pelo futuro Telesc\u00f3pio Einstein. As fases subsequentes de desenvolvimento do buraco negro supermassivo podem ser investigadas gra\u00e7as ao futuro detetor LISA, com lan\u00e7amento previsto para mais ou menos 2034. Desta forma, explicam Boco e Lapi, “o processo que propomos pode ser validado nas suas diferentes fases, de maneira complementar, pelos futuros detetores de ondas gravitacionais.”<\/p>\n\n\n\n

“Esta investiga\u00e7\u00e3o,” conclui Andrea Lapi, coordenadora do grupo de Astrof\u00edsica e Cosmologia do SISSA, “mostra como os estudantes e investigadores do nosso grupo est\u00e3o a aproximar-se completamente da nova fronteira das ondas gravitacionais e da astronomia multimensageira. Em particular, o nosso principal objetivo ser\u00e1 desenvolver modelos te\u00f3ricos, como o desenvolvido neste caso, que servem para capitalizar as informa\u00e7\u00f5es provenientes das experi\u00eancias atuais e futuras de ondas gravitacionais, fornecendo assim solu\u00e7\u00f5es para problemas n\u00e3o resolvidos relacionados com a astrof\u00edsica, cosmologia e f\u00edsica fundamental.”<\/p>\n\n\n\n

\/\/ SISSA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h4>\n\n\n\n

Not\u00edcias relacionadas:<\/strong>
Astronomy Now<\/a>
Space Daily<\/a>
PHYSORG<\/a><\/p>\n\n\n\n

Buraco negro supermassivo:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Ondas gravitacionais:<\/strong>
GraceDB (Gravitational Wave Candidate Event Database)<\/a>
Wikipedia<\/a>
Astronomia de ondas gravitacionais – Wikipedia<\/a>
Ondas gravitacionais: como distorcem o espa\u00e7o – Universe Today<\/a>
Detetores: como funcionam – Universe Today<\/a>
As fontes de ondas gravitacionais – Universe Today<\/a>
O que \u00e9 uma onda gravitacional (YouTube)<\/a><\/p>\n\n\n\n

LIGO:<\/strong>
P\u00e1gina oficial<\/a>
Caltech<\/a>
Advanced LIGO<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Virgo:
<\/strong>EGO<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Telesc\u00f3pio Einstein:<\/strong>
P\u00e1gina oficial<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

LISA:<\/strong>
P\u00e1gina oficial<\/a>
ESA<\/a>
NASA<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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