PESAR UM BURACO NEGRO NOS LIMITES DO UNIVERSO


Pela primeira vez, uma equipa de astrónomos do Canadá e do Reino Unido
pesou um buraco negro que se encontra nos limites do universo. Estudaram a
radiação infravermelha do mais distante quasar conhecido e chegaram à
conclusão que o quasar contém um buraco negro que é mil milhões de milhões
(1 000 000 000 000 000) de vezes mais massivo que a Terra.

O que são quasares e o que têm que ver com buracos negros?

Os quasares são galáxias excepcionalmente luminosas e cuja luminosidade
não pode ser explicada pela luz das estrelas normais. Esta luminosidade
deve-se ao facto de um quasar possuir no seu centro um buraco negro
supermassivo, o que faz com que a matéria seja sugada pelo buraco negro e,
deste modo, a energia gravitacional libertada possibilita a luminosidade do
quasar. Esta grande luminusidade faz com que os quasares sejam visíveis a
distâncias muito grandes.

Qual foi o quasar observado?

O quasar observado foi o SDSS J1148+5251, o mais distante quasar
conhecido. As observações foram feitas com o United Kingdom Infrared
Telescope (UKIRT), o maior telescópio do mundo que se dedica somente à
astronomia dos infravermelhos e que se situa no Havai, usando o seu novo
espectrómetro, o UIST.
Ao observar-se este quasar está-se, na realidade, a observar o seu
aspecto quando a luz foi por ele emitida há 13 mil milhões de anos atrás, isto
é, quando o universo só possuía 6% da sua idade actual.

O que é que os astrónomos fizeram para determinar a massa do buraco
negro?

Os astrónomos usaram o UIST para medir o espectro infravermelho da
radiação do quasar e procuraram uma certa carecterística no seu espectro: a
risca emitida pelos iões MgII, ou seja, a risca emitida por átomos de
magnésio a que um electrão foi arrancado.
A massa dos buracos negros que se encontram em quasares distantes pode
ser determinada observando a risca de emissão de MgII e comparando-a com a
mesma risca de emissão em quasares mais perto. A ideia fundamental é que a
largura desta risca dá uma indicação da velocidade do gás (os iões de
magnésio fazem parte do gás que circunda o buraco negro no centro do
quasar), sendo que quanto mais massivos forem os buracos negros, maior será
a velocidade do material.

E a que conclusões chegaram?

A equipa de astrónomos mediu, então, a largura da risca de emissão do MgII,
o que lhes permitiu calcular a massa do buraco negro como sendo 3 mil milhões
(3 000 000 000) de vezes superior à massa do nosso Sol, o que faz com que o
buraco negro tenha como massa 6 X 10 elevado à potência 39 (em kilogramas).

Os astrónomos também aproveitaram para medir o comprimento de onda da
risca de emissão e, assim, determinaram que o quasar tem um desvio para o
vermelho (redshift que se deve ao efeito de Doppler) de 6.41. O desvio para
o vermelho permite determinar a distância ao objecto, sendo que este quasar
se encontra a cerca de 13 mil milhões de anos-luz da Terra e confirmando-se,
pois, que é o mais distante quasar conhecido até agora.
A intensa luminosidade do quasar também demonstra que o buraco negro no
seu centro está a engolir matéria à máxima velocidade possível. Esta taxa
máxima denomina-se limite de Eddington e, se a acrecção no buraco negro
ocorresse mais depressa do que esse valor, o quasar brilharia ainda mais,
sendo que essa intensa luminosidade exerceria uma pressão suficiente que
faria com que a matéria parasse de cair para o buraco negro.

E agora?

O quasar estudado identifica as primeiras estruturas massivas que se
formaram no universo. Isso confirma as previsões que sugerem que buracos
negros gigantescos existem desde que o universo era muito jovem, sendo
estes, no entanto, estruturas bastante raras. Estes buracos negros estão
rodeados por uma reserva de "combustível" que lhes permite acretar material
até atingirem o limite de Eddington.
Agora, esta equipa de astrónomos planeia aplicar as suas técnicas de
medição da massa de buracos negros a outros quasares que apresentam uma
vasta gama de desvios para o vermelho, e esperam conseguir determinar a
evolução dos buracos negros e das galáxias em que se encontram desde o
início do universo até à actualidade.