No centro da nossa Via Láctea habita um gigante. Um objeto tão maciço que nada pode escapar de sua atração gravitacional, nem mesmo a luz. De fato, achamos que a maioria das galáxias possui uma delas. Eles são, é claro, buracos negros supermassivos.
Buracos negros supermassivos são estrelas que entraram em colapso em uma singularidade. A Teoria Geral da Relatividade de Einstein previu sua existência. E esses buracos negros são cercados pelo que é conhecido como horizonte de eventos, que é como o ponto de não retorno para qualquer coisa que se aproxima demais do buraco negro. Mas ninguém realmente provou a existência do horizonte de eventos ainda.
Alguns teóricos pensam que algo mais pode estar no centro das galáxias, um evento de objeto supermassivo mais estranho que um buraco negro supermassivo. Os teóricos pensam que esses objetos de alguma forma evitaram o destino de um buraco negro e não entraram em colapso em uma singularidade. Eles não teriam horizonte de eventos e, em vez disso, teriam uma superfície sólida.
"Nosso objetivo aqui é transformar essa idéia de um horizonte de eventos em uma ciência experimental e descobrir se os horizontes realmente existem ou não" - Pawan Kumar, professor de Astrofísica da Universidade do Texas em Austin.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade do Texas em Austin e da Universidade de Harvard abordou o problema. Wenbin Lu, Pawan Kumar e Ramesh Narayan queriam lançar alguma luz sobre o problema do horizonte de eventos. Eles se perguntaram sobre o objeto sólido da superfície e o que aconteceria quando um objeto como uma estrela colidisse com ele. Eles publicaram seus resultados nos avisos mensais da Royal Astronomical Society.
"Nosso objetivo aqui é transformar essa idéia de um horizonte de eventos em uma ciência experimental e descobrir se os horizontes realmente existem ou não", disse Pawan Kumar, professor de Astrofísica da Universidade do Texas em Austin, em uma imprensa. lançamento.
Como um buraco negro é uma estrela colapsada em uma singularidade, ele não tem área de superfície e, em vez disso, tem um horizonte de eventos. Mas se a outra teoria for verdadeira, e o objeto tiver uma superfície sólida em vez de um horizonte de eventos, qualquer objeto que colidir com ela será destruído. Se uma estrela colidisse com essa superfície dura e fosse destruída, supunha a equipe, o gás da estrela cobriria o objeto e brilharia intensamente por meses ou até anos.
Se fosse esse o caso, a equipe sabia o que procurar. Eles também descobriram com que frequência isso aconteceria.
"Estimamos a taxa de estrelas caindo em buracos negros supermassivos", disse Lu no mesmo comunicado à imprensa. “Quase toda galáxia tem uma. Consideramos apenas as mais massivas, que pesam cerca de 100 milhões de massas solares ou mais. Existem cerca de um milhão deles dentro de alguns bilhões de anos-luz da Terra. ”
Agora eles precisavam de uma maneira de procurar esses objetos no céu, e encontraram nos arquivos do telescópio Pan-STARRS. O Pan-STARRS é um telescópio de 1,8 metros no Havaí. Esse telescópio concluiu recentemente uma pesquisa com metade do hemisfério norte do céu. Nessa pesquisa, o Pan-STAARS passou 3,5 anos procurando objetos transitórios no céu, objetos que brilham e depois desaparecem. Eles pesquisaram nos arquivos do Pan-STARR por objetos transitórios que tinham a assinatura que previram de estrelas colidindo com esses objetos supermassivos e de superfície dura.
O trio previu que, no período de 3,5 anos capturado pela pesquisa Pan-STAARS, 10 dessas colisões ocorreriam e deveriam estar representadas nos dados.
"Acontece que deveria ter detectado mais de 10 deles, se a teoria da superfície dura for verdadeira." - Wenbin Lu, Departamento de Astronomia, Universidade do Texas em Austin.
“Dada a taxa de estrelas caindo em buracos negros e a densidade numérica de buracos negros no universo próximo, calculamos quantos desses transientes Pan-STARRS deveriam ter detectado durante um período de operação de 3,5 anos. Acontece que deveria ter detectado mais de 10 deles, se a teoria da superfície dura for verdadeira ”, disse Lu.
A equipe não encontrou nenhuma das crises que esperava ver se a teoria da superfície dura é verdadeira.
"Nosso trabalho implica que alguns, e talvez todos os buracos negros, tenham horizontes de eventos ..." - Ramesh Narayan, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
O que pode parecer um fracasso, não é claro. Não para Einstein, pelo menos. Isso representa mais um teste bem-sucedido da Teoria da Relatividade Geral de Einstein, mostrando que o horizonte de eventos previsto em sua teoria parece existir.
Quanto à equipe, eles ainda não abandonaram a ideia. De fato, de acordo com Pawan Kumar, professor de astrofísica da Universidade do Texas em Austin, “nosso motivo não é tanto estabelecer que existe uma superfície dura, mas forçar os limites do conhecimento e encontrar evidências concretas de que realmente existe. um horizonte de eventos em torno de buracos negros. "
"A Relatividade Geral passou em outro teste crítico." - Ramesh Narayan, Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica.
"Nosso trabalho implica que alguns, e talvez todos, buracos negros tenham horizontes de eventos e que o material realmente desapareça do universo observável quando atraído por esses objetos exóticos, como esperávamos há décadas", disse Narayan. "A Relatividade Geral passou em outro teste crítico."
A equipe planeja continuar procurando os surtos associados à teoria da superfície dura. A análise dos dados do Pan-STARRS foi apenas a primeira descoberta.
Eles esperam melhorar o teste com o próximo grande telescópio de pesquisa sinóptica (LSST) que está sendo construído no Chile. O LSST é um telescópio de campo amplo que captura imagens do céu noturno a cada 20 segundos em um período de dez anos. A cada poucas noites, o LSST nos fornece uma imagem de todo o céu noturno disponível. Isso tornará o estudo de objetos transitórios muito mais fácil e eficaz.
Mais leitura: Ascensão dos super telescópios: o grande telescópio de pesquisa sinóptica
Fontes:
- As estrelas caem silenciosamente nos buracos negros ou colidem com algo totalmente desconhecido?
- Eventos de interrupção estelar suportam a existência do horizonte de eventos do buraco negro
