PODERIA HAVER VIDA À BEIRA DE UM BURACO NEGRO??

Seria possível haver vida em torno de um buraco negro?

• Colin Stuart
• BBC Science Focus

06/10/2020

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Pesquisa recente desenhou vários cenários nos quais a vida ao redor de um buraco negro poderia ser viável

A Terra está com problemas. Safras morrendo e tempestades de poeira mortais estão colocando o planeta sob tensão, deixando a raça humana com grande necessidade de um novo lar.

Em uma tentativa desesperada de encontrar esse novo lar, uma equipe de bravos astronautas liderados por Joseph Cooper se aventuram em um buraco de minhoca perto de Saturno, emergindo a anos-luz de distância em Miller, um planeta oceânico orbitando um buraco negro supermassivo conhecido como Gargantua.

Essa é a trama do filme Interestelar, de 2014. No entanto, de acordo com pesquisas recentes, essa ideia pode não ser tão rebuscada quanto parece à primeira vista.

A capacidade de localizar outros planetas no espaço teve um progresso impressionante no último quarto de século. Agora sabemos da existência de mais de 4 mil exoplanetas — mundos além do nosso Sistema Solar orbitando estrelas distantes.

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Os atores Anne Hathaway e Matthew McConaughey estrelaram o filme de ficção científica 'Interstelar' em 2014

Para aqueles que procuram vida extraterrestre, a sabedoria convencional diz que devemos procurar uma Terra 2.0: um planeta como o nosso, orbitando a uma distância segura de uma estrela semelhante ao Sol. Só aí encontraremos o que a vida precisa: água.

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Ao contrário das estrelas, os buracos negros são vistos como arautos de morte e destruição. O Prêmio Nobel de Física 2020, anunciado nesta terça-feira (6/10), premiou três cientistas com pesquisas sobre buracos negros, um lugar no espaço onde a gravidade é tão forte que nem a luz consegue escapar.

Os vencedores, Roger Penrose, Reinhard Genzel e Andrea Ghez, dividirão o valor de 10 milhões de coroas suecas (cerca de R$ 6,3 milhões), conforme anunciou a Academia Real das Ciências da Suécia.

Mesmo antes de o tema ganhar destaque no Nobel, o que a ciência já sabia era que os buracos negros se formam quando grandes estrelas morrem e sua atração gravitacional é tão extrema que agem como gigantescas portas cósmicas. Caia lá e você será dilacerado sem chance de fuga. Isso dificilmente parece ser o cenário ideal para o desenvolvimento da vida, mas será que estamos deixando de ver algo?

Planetas de buracos negros

Keiichi Wada, do Observatório Astronômico Nacional do Japão, pensa que sim. Ele trabalha com a física de buracos negros, mas se juntou a colegas que pesquisam a formação de planetas para ver se a ideia é plausível.

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Agora sabemos da existência de mais de 4 mil exoplanetas

"Os dois campos (formação de planetas e buracos negros) são tão diferentes que geralmente não há interação entre eles", diz Wada.

Agora eles começaram a mudar isso combinando seus conhecimentos para modelar a formação de planetas em torno de buracos negros supermassivos, assim como Gargantua, no filme Interestelar.

Os planetas se formam ao redor das estrelas quando a gravidade começa a reunir grãos de poeira em pequenas bolas, que então colidem gradualmente entre si para formar objetos cada vez maiores.

Wada e sua equipe queriam descobrir se isso poderia acontecer em torno de um buraco negro.

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Os planetas se formam ao redor das estrelas quando a gravidade começa a coletar grãos de poeira e os une em pequenas bolas

O modelo deles, publicado em novembro de 2019, mostra que a distâncias suficientes do buraco negro (pelo menos 10 anos-luz), o ambiente gravitacional é estável o suficiente para os planetas se formarem da mesma forma que em torno de estrelas como o nosso Sol .

"Este é o primeiro estudo que abre a possibilidade de formação direta de objetos semelhantes a planetas em torno de buracos negros supermassivos", diz Wada. "Esperamos mais de 10 mil planetas em torno de um buraco negro supermassivo porque a quantidade total de poeira lá é enorme."

Isso é muito espaço cósmico inexplorado.

Os planetas podem potencialmente se formar em torno de buracos negros, mas isso não é garantia de que eles ofereçam um ambiente favorável à vida. Na Terra, os seres vivos são extremamente dependentes da luz e do calor do Sol para sobreviver. Sem o brilho de uma estrela, a vida ao redor de um buraco negro provavelmente precisaria de uma fonte alternativa de energia.

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Os seres vivos precisam do calor do Sol para sobreviver

Felizmente, é provável que isso não seja tão difícil de acontecer. De acordo com um artigo publicado por Jeremy Schnittman, da agência espacial dos Estados Unidos, NASA, em outubro de 2019, uma característica de muitos buracos negros — o disco de acreção — poderia representar o sol.

O disco de acreção é uma faixa plana de material enfileirado ao redor do buraco negro, esperando para ser devorado. À medida que o material desce em espiral para a desintegração, ele acaba viajando incrivelmente rápido e emite grandes quantidades de energia antes de desaparecer além do ponto sem retorno.

"Todos os buracos negros que conhecemos têm discos de acreção e são incrivelmente brilhantes", diz Schnittman.

De acordo com seus cálculos, com um planeta à distância certa do buraco negro, o disco de acreção teria o mesmo tamanho e brilho que o Sol em nosso céu. "Seria muito semelhante ao nosso Sistema Solar", diz ele.

O céu diurno em tal planeta poderia ser familiar, mas o céu noturno não seria nada disso. Os centros das galáxias onde geralmente residem buracos negros supermassivos estão tão abarrotados de estrelas que, de acordo com Schnittman, o céu noturno seria 100 mil vezes mais brilhante que o nosso.

No entanto, essas estrelas não estão bem espalhadas pelos céus. A gravidade do buraco negro acelera o planeta a velocidades tão elevadas que a luz das estrelas parece vir de um único ponto à sua frente que é menor que o Sol.

"É como dirigir na chuva", diz Schnittman. Imagine uma nave espacial atingindo velocidade máxima em um filme de ficção científica. "Certamente seria espetacular."

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Os buracos negros fazem com que o disco de acreção gire em torno deles muito rápido antes de ser devorado

Há um problema, entretanto, com um planeta sendo aquecido por um disco de acreção. "Eles emitem muito mais radiação ultravioleta e de raios-X do que o Sol", diz Schnittman. Esse tipo de radiação poderia potencialmente esterilizar um planeta habitável. "Você precisaria de uma atmosfera nublada para bloqueá-lo", acrescenta.

Mas isso não é impossível, dado o que já sabemos sobre os exoplanetas que encontramos orbitando outras estrelas. "Atmosferas densas e nebulosas parecem ser bastante comuns", diz ele. Então é possível que haja sobrevivência a essa radiação dessa forma, tendo algo equivalente a um dia quente e úmido constante aqui na Terra.

Luz de um buraco negro

Considerando esses perigos e restrições, pode haver uma maneira mais segura de aquecer mundos ao redor dos buracos negros: a energia que sobrou do Big Bang. Os astrônomos a chamam de radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB, na sigla em inglês), e foi liberada cerca de 380 mil anos após a criação do cosmos.

TEMPESTADES SOLARES

Imagem acima: arquivoufo.com.br

Vídeo da NASA mostra 3 anos de explosões solares em minutos

Em vídeo, NASA compila imagens da atividade solar registradas pela missão Solar Dynamics Observatory nos últimos três anos

Por Gabriela Ruic

access_time 25 abr 2013, 14h27 - REVISTA EXAME

São Paulo – Nos últimos três anos, a missão Solar Dynamics Observatory (SDO), da NASA, acompanhou com atenção tudo o que se passava na maior estrela do sistema solar, o Sol. O resultado desta observação virou um vídeo de quase quatro minutos no qual foram compiladas imagens capturadas pela sonda e que mostram atividade solar de 2010 até 2013.Um dos focos da pesquisa feita pela sonda são os ciclos desta estrela, nos quais é possível detectar as chamadas tempestades solares.

Este fenômeno é causado por espécies de manchas na superfície do Sol que, por sua vez, são regiões gasosas atingidas por quedas de pressão e temperatura. Essas mudanças no seu campo magnético acabam por emitir grandes nuvens de radiação que podem chegar até a Terra.

As consequências práticas destes eventos para a vida na Terra são muitas, mas, em geral, não há riscos para a vida no planeta e interferem, geralmente, na comunicação de rádio e navegação por GPS. 

Veja abaixo, o vídeo na íntegra:

Notícias sobre NasaSolTempestades solares

A VISÃO DOS ANIMAIS

FUSÃO DE ESTRELAS

Fusão de estrelas de nêutrons é observada em luz e ondas gravitacionais

Ao longo dos últimos dois meses, dezenas de observatórios na Terra e no espaço se uniram em uma colaboração intensa e silenciosa para desenvolver um estudo sem precedentes na história da astrofísica. Os resultados promissores deste formidável esforço internacional acabam de ser divulgados, no início da tarde desta segunda-feira (16/10).

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Em múltiplas conferências, comunicados à imprensa e artigos científicos, equipes do mundo todo anunciaram uma descoberta de importância histórica: pela primeira vez, astrônomos do observatório Ligo, nos Estados Unidos, em parceria com o detector europeu Virgo, captaram ondas gravitacionais originadas a partir do encontro de duas estrelas de nêutrons.

O anúncio vem poucos dias após os criadores do Ligo, Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorne, terem ganho o Nobel de Física de 2017. Prova de que o projeto não apenas ganhou maturidade, como também já ocupa um papel central da pesquisa astronômica do século 21.

Assim que souberam que a fusão estava ocorrendo, os cientistas do Ligo alertaram colegas em cerca de 70 observatórios diferentes para que apontassem seus telescópios para lá — e coletassem dados em luz visível e nas mais diversas faixas do espectro eletromagnético. Foi a primeira vez que um evento cósmico cataclísmico pôde ser estudado nos mínimos detalhes a partir de dois mensageiros distintos: as ondas gravitacionais e os fótons.

"Esta detecção abriu verdadeiramente as portas para uma nova maneira de fazer astrofísica”, diz em comunicado Laura Cadonati, porta-voz da Colaboração Científica Ligo, que reúne mais de 1,2 mil cientistas de vários países. “Espero que seja lembrado como um dos eventos astrofísicos mais estudados na história." Até hoje, os pesquisadores haviam conseguido fazer quatro detecções de ondas gravitacionais — todas vindas da fusão de buracos negros. Mas já estava mais do que na hora de explorar outros fenômenos.

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Densas e compactas

Buracos negros possuem três características imprescindíveis: são muito pesados (ou "massivos"); são os objetos mais compactos do Universo (concentrando toda sua massa em um espaço muito menor do que a cabeça de um alfinete); e em seu estágio final de fusão, eles orbitam na frequência ideal para serem detectados.

Um dos poucos objetos, além dos buracos negros, que trazem essa combinação são as fusões de estrelas de nêutrons. Não se sabe de nenhuma outra estrela tão densa e compacta: elas podem ter até três vezes a massa do Sol espremida em uma esfera de 20 quilômetros de diâmetro.

São tão densas que uma mísera colher de chá de sua substância pesa um bilhão de toneladas. "Estrelas de nêutrons são o que sobra depois da explosão de uma supernova", explica o astrônomo Thiago Gonçalves, da UFRJ. Ou seja, são um dos dos possíveis estágios finais da vida de uma estrela.

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Quando a estrela perde seu combustível e para de realizar as reações nucleares que a sustentam, ela colapsa sobre o seu próprio peso. "Quando é uma estrela muito pesada, com dezenas de vezes a massa do Sol, ela vira um buraco negro. Se é menor, ela vira uma estrela de nêutrons", diz Gonçalves. Assim, são os nêutrons que sustentam o corpo, produzindo um intenso campo magnético e girando muito rápido, várias vezes por segundo.

Por serem muito densas, quando se fundem, essas estrelas emitem não só ondas gravitacionais, mas também raios X e gama. "Esse evento é tão rico, nos informa sobre modelos detalhados do funcionamento interno das estrelas de nêutrons e das emissões que elas produzem, até a física mais fundamental, como a relatividade geral”, diz David Shoemaker, porta-voz da Colaboração Científica Ligo e pesquisador sênior do MIT.

Tais dados podem até ajudar a explicar mistérios duradouros da astrofísica, como a matéria escura ou mesmo a teoria da gravitação quântica — uma chave importante para resolver a briga entre a física quântica e a relatividade geral — entenda aqui. “É um presente que continuaremos recebendo”, diz Shoemaker.

Dança cataclísmica

Com massas estimadas entre 1,1 e 1,6 vezes a massa do Sol, os objetos se fundiram em uma galáxia não tão distante há 130 milhões de anos — época em que dinossauros corriam soltos por aqui e que o colorido das flores ainda era uma novidade na paisagem da Terra.

1. A gravidade monstruosa os aproximava cada vez mais e, conforme espiralavam, torciam e retorciam o espaço-tempo ao redor como se ele fosse uma gelatina. Nos últimos 100 segundos antes de as duas estrelas se esmagarem por completo e virarem um único objeto ultradenso, a dança liberou uma quantidade insana de energia sob a forma de poderosas ondas gravitacionais.

Os humanos do Ligo e do Virgo batizaram este sinal de GW170817: ele foi detectado pelos interferômetros na América e na Europa às 9:41 (horário de Brasília) da manhã do dia 17 de agosto. Dois segundos depois, o telescópio espacial Fermi, da Nasa, registrou uma rajada curta de raios gama vinda da mesma direção do céu — mais um indício de que a violenta explosão que os astrônomos chamam de quilonova havia, de fato, ocorrido.

Agulha no palheiro

“Foi aí que a coisa ficou mesmo animada”, diz Marcelle Soares dos Santos, astrofísica e única brasileira a participar da coletiva de imprensa desta segunda (16) do Ligo. Nos Estados Unidos desde 2010, primeiro como pesquisadora no Fermilab e, desde agosto, como professora de física da Universidade Brandeis, Santos faz parte do Dark Energy Survey, levantamento que estuda o papel da energia escura na expansão acelerada do Universo. Ela colaborou em um dos 70 grupos que observaram o fenômeno.

Encontrá-lo não foi tarefa simples: mesmo com a segunda participação do Virgo em detecções de ondas gravitacionais, que permite uma triangulação mais precisa para localizar a fonte emissora, ainda assim as coordenadas emitidas cobrem uma área relativamente grande do céu. “É como procurar uma agulha em um palheiro.”

Santos explica que estava em Chicago quando recebeu do Ligo o alerta sobre o fenômeno, por volta das 6 horas da manhã do dia 17 de agosto. Durante todo aquele dia, sua equipe planejou as observações que seriam feitas assim que anoitecesse. Não eram os únicos: vários grupos repetiam o mesmo processo mundo afora.

Quase ficção científica

Quando os telescópios entraram em ação, não demorou até que relatos promissores começassem a estourar feito pipoca na caixa de e-mail da colaboração. “Dentro de 15 minutos, teve três notas independentes de pessoas que viram e falaram: ‘olha, olha aqui, tem alguma coisa interessante”, conta, empolgada, a astrofísica. “Foi muito legal, um negócio de outro mundo.”

Assim como muitos de seus colegas, a cientista diz ter sido pega de surpresa por se ver envolvida em uma pesquisa desta magnitude. “Não imaginava que a gente ia conseguir fazer uma descoberta desse tipo tão cedo, pensava que seria um evento bem distante, fraquinho e que não conseguiríamos comprovar até ter umas 3 ou 4 detecções”, afirma. “Mas aconteceu tudo de uma vez e num intervalo de tempo muito curto — o que acabou criando toda essa atmosfera de quase ficção científica.”

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Em uma tacada só, os cientistas comprovaram que as rajadas curtas de raios gama são mesmo fruto da fusão e estrelas de nêutrons. E também conseguiram solucionar um mistério que durou décadas: elementos pesados como chumbo, ouro e platina são mais abundantes no Universo do que o previsto. Ficou provado que o excesso é sintetizado pelas condições extremas das quilonovas.

“Com essas observações, a gente consegue medir a taxa de formação desses elementos e confirmar que, nesse local, ela está ocorrendo de maneira bem forte”, diz Santos. Mas o que realmente anima a astrofísica são as oportunidades de pesquisa que começam a se delinear em sua área de especialidade: a cosmologia, que reconstrói a origem do cosmos e traça sua evolução.

União de esforços

Atualmente, os pesquisadores usam a radiação eletromagnética das supernovas para calcular a expansão do Universo — chamada de constante de Hubble. Conforme mais eventos como este forem sendo acumulados, isso vai gerar estatísticas mais confiáveis e permitir medidas gravitacionais da expansão cósmica, totalmente independentes do estudo com supernovas. É justamente esse tipo de refinamento que costuma levar a descobertas revolucionárias.

A mobilização de astrônomos do mundo inteiro, com interesses e telescópios diferentes, que normalmente não colaborariam entre si, foi o que mais impressionou Santos. Estavam todos no mesmo barco. “Foi fascinante, uma coisa bem de comunidade mesmo”, diz.

Ela ressalta o fato de o artigo principal, que resume todas as observações, publicado no The Astrophysical Journal Letters, conter mais de 3 mil autores (60 dos quais brasileiros, participantes de quatro grandes experimentos internacionais). “Não é um recorde mundial de autores por artigo, o pessoal lá do LHC já bateu esse recorde, mas para a nossa comunidade é um recorde e uma coisa bem única.”

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Pesquisadores no Brasil (membros do LIGO) contribuindo na descoberta

Existem dois grupos no Brasil, que participam oficialmente da Colaboração Científica LIGO. O primeiro deles está na Divisão de Astrofísica do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), em São José dos Campos (SP), órgão do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações e Comunicações e conta com seis membros: Professor Dr. Odylio Denys Aguiar, Dr. César Augusto Costa, Dr. Márcio Constâncio Jr, Me. Elvis Camilo Ferreira, Allan Douglas dos Santos Silva, Marcos André Okada e Tábata Aira Ferreira.

O grupo do INPE, dirigido por Odylio Aguiar e César Costa, trabalha no aperfeiçoamento da instrumentação de isolamento vibracional e térmica do LIGO, na sua futura operação com espelhos resfriados. O principal objetivo, através disso, é aumentar a sensibilidade dos detectores a fim de observar mais fontes de ondas gravitacionais. Além disso, o grupo trabalha na caracterização dos detectores, buscando determinar as suas fontes de ruído e a minimização dos seus efeitos nos dados coletados, permitindo que sinais de ondas gravitacionais fortes sejam mais facilmente localizados.

O outro grupo está localizado no Instituto Internacional de Física, na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) em Natal (RN). O grupo, dirigido pelo Professor Dr. Riccardo Sturani, trabalha na modelagem e análise dos dados na busca de sinais emitidos por sistemas de dois objetos astrofísicos em coalescência, dos tipos dos três detectados pelo LIGO. A modelagem é particularmente importante porque as ondas gravitacionais têm interação muito fraca com toda a matéria, tornando necessárias, além de detectores de alto desempenho, técnicas de análises eficazes e uma modelagem teórica dos sinais o mais precisa possível.

Marina Trad Nery, brasileira na colaboração científica LIGO, participa de uma instituição alemã (Albert Einstein Institute).

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