O Universo é um espetáculo de movimento constante, no qual tudo gira: desde asteroides até planetas e buracos negros. Cada um tem sua própria taxa máxima de rotação, ditada por diferentes fatores. E um estudo descobriu que um buraco negro supermassivo na Via Láctea – galáxia onde a Terra fica – está girando a quase essa taxa máxima.

Para quem tem pressa:

  • Um estudo descobriu que um buraco negro supermassivo na Via Láctea está girando em velocidade quase máxima;
  • A pesquisa analisou a rotação do buraco negro por meio de observações de rádio e raios-X;
  • Buracos negros não têm uma superfície física, mas ainda têm uma taxa máxima de rotação determinada pelo torcimento do espaço-tempo ao seu redor;
  • O valor “a” para o buraco negro na Via Láctea indica que está girando a uma velocidade extraordinariamente alta, quase atingindo a taxa máxima permitida pela relatividade geral de Albert Einstein.

A pesquisa, publicada no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, analisou o buraco negro em questão por meio de observações de rádio e raios-X para estimar sua rotação. E os resultados surpreenderam os cientistas.

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Compreender essas taxas de rotação é crucial para desvendar os mistérios e peculiaridades dos buracos negros, oferecendo insights valiosos sobre a natureza do espaço e do tempo em seu entorno.

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Velocidade máxima de rotação pelo Universo

Estrelas, planetas e galáxias espalhados pelo firmamento
(Imagem: Nasa/ESA)

Para a Terra, por exemplo, é a gravidade superficial que determina a velocidade máxima de rotação. Esta força centrífuga, combinada com a atração gravitacional, resulta numa diferença de peso entre o equador e os polos. No caso do nosso planeta, essa diferença é relativamente pequena, apenas 0,3%.

No entanto, em corpos celestes como Saturno, onde um dia dura apenas dez horas, essa diferença de peso é bem mais significativa, alcançando 19%. Agora, imagine um planeta girando tão rápido que a diferença era de 100%. Nesse ponto, a atração gravitacional do planeta e sua força centrífuga no equador se anulariam. Se o mundo girasse ainda mais rápido, ele se despedaçaria.

Para buracos negros, a situação é peculiar. Devido à sua natureza, eles não possuem uma superfície física – mas ainda assim têm uma taxa máxima de rotação. Além disso, eles são definidos por sua tremenda gravidade, que distorce o espaço e o tempo ao seu redor. O horizonte de eventos marca o ponto de não retorno para objetos próximos, mas não é uma superfície física.

Sua rotação também não é definida pelo giro de massa física, mas sim pelo torcimento do espaço-tempo ao redor dele. Ou seja, buracos negros giram sem a rotação física de matéria, apenas uma estrutura de espaço-tempo torcido. Isso significa que há um limite superior para essa rotação devido às propriedades inerentes do espaço e do tempo.

O novo estudo sobre buraco negro

(Imagem: Yuzhu Cui et al. 2023/Intouchable Lab/Openverse e Zhejiang Lab)

Devido ao arrasto de quadro do espaço-tempo perto do buraco negro, os espectros de luz do material próximo a ele são distorcidos. Ao observar a intensidade da luz em vários comprimentos de onda, a equipe conseguiu estimar a quantidade de rotação.

O que descobriram foi que o valor “a” para nosso buraco negro está entre 0,84 e 0,96, o que significa que está girando incrivelmente rápido. No limite superior da rotação estimada, ele estaria girando quase na taxa máxima. Isso é ainda maior do que o parâmetro de rotação do buraco negro em M87, onde “a” é estimado entre 0,89 e 0,91.

Nas equações de relatividade geral de Einstein, a rotação de um buraco negro é medida por uma quantidade conhecida como “a”, onde “a” deve estar entre zero e um. Se um buraco negro não tem rotação, então “a = 0”, e se estiver em sua rotação máxima, então “a = 1”.