Buracos negros nos centros das galáxias

Sagitário A*, no centro da Via Láctea, tem cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol.

Uma massa escura no centro

Segundo a NASA, a maioria das grandes galáxias tem buracos negros supermassivos no centro, alguns com bilhões de vezes a massa do Sol. Um buraco negro é uma região onde a matéria está tão concentrada que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar de dentro de um limite chamado horizonte de eventos. O raio desse limite cresce proporcionalmente à massa. Para uma massa solar, ele é de cerca de 3 km. Para Sagitário A*, o buraco negro central da Via Láctea (lido "Sagitário A-estrela"), com cerca de 4 milhões de massas solares, o raio é de aproximadamente 12 milhões de km, cerca de 17 vezes o raio do Sol e bem dentro da órbita de Mercúrio.

Como pesar algo que não emite luz? Observando o que se move ao seu redor. Durante décadas, dois grupos de pesquisa, um na Alemanha e outro nos Estados Unidos, acompanharam estrelas individuais orbitando muito perto do centro galáctico com luz infravermelha, que atravessa a poeira. Uma estrela chamada S2 dá uma volta no centro em cerca de 16 anos. Aplicar as leis de Kepler a essas órbitas revela a massa contida dentro delas: cerca de 4 milhões de Sóis em uma região pequena demais para ser qualquer outra coisa que não um buraco negro. Esse trabalho foi reconhecido com o Prêmio Nobel de Física de 2020.

Imagens de sombras

Os buracos negros em si são escuros, mas o gás quente que gira ao redor deles brilha. O Event Horizon Telescope conecta radiotelescópios pelo mundo para formar um telescópio virtual do tamanho da Terra. Em 2019, divulgou a primeira imagem da silhueta de um buraco negro: aquele no centro da galáxia elíptica gigante M87, a cerca de 53 milhões de anos-luz, segundo o JPL. Em 2022, divulgou uma imagem de Sagitário A*, descrito pelo JPL como estando a mais de 26 000 anos-luz e tendo a massa de 4 milhões de Sóis. As duas imagens mostram um centro escuro dentro de um anel brilhante. A imagem de Sagitário A* ocupa apenas cerca de 50 microssegundos de arco, o que o JPL compara a aproximadamente 1/13 de um bilionésimo do céu inteiro.

Tranquilos e ativos

Sagitário A* está tranquilo hoje: pouco gás cai em sua direção, por isso seu brilho é fraco. A NASA observa que a Via Láctea não é atualmente uma galáxia ativa, embora provavelmente tenha passado por um surto de atividade nos últimos milhões de anos. Em galáxias ativas, um buraco negro central engole muito gás, que se aquece em um disco e pode superar o brilho de todas as estrelas da galáxia. Os mais luminosos são os quasares. Segundo a NASA, mais de um milhão de quasares já foram identificados; o mais próximo, Markarian 231, fica a cerca de 600 milhões de anos-luz, e o mais distante conhecido está a cerca de 13 bilhões de anos-luz. Como a luz demora a chegar, quasares distantes mostram buracos negros como eram bilhões de anos atrás.