Nova equação permite calcular a luz dos reflexos do Universo nos buracos negros

NASA

Horizonte de eventos do buraco negro da Via Láctea

Um novo conjunto de equações permite agora descrever com precisão os reflexos do Universo que aparecem na luz distorcida que rodeia um buraco negro.

Na vizinhança de buracos negros, a distorção do espaço é tão intensa que até os próprios raios de luz se curvam à sua volta, criando reflexos do Universo à volta do limiar do evento.

Este é um facto há muito conhecido por investigadores e apaixonados por astronomia. No entanto, uma dúvida permanecia no ar: como é que os buracos negros refletem a luz para o universo?



Outra questão que continuava por resolver entre os físicos era quão perto poderia uma pessoa olhar para esses reflexos, antes de a imagem de uma dada galáxia ser substituída por outra. Estudos desenvolvidos há 40 anos dizem-nos que seria necessária uma aproximação com um fator de 500 vezes .

Agora, uma novo conjunto de equações diferenciais, formuladas por Albert Sneppen, estudante de Física do Instituto Niels Bohr, deu aos astrofísicos (e matemáticos apaixonados por fórmulas complexas) a resposta por que esperavam.

Exemplo das equações diferenciais usadas no estudo de Snappen

“Quando o buraco negro gira muito rapidamente, não é preciso que nos aproximemos do evento num factor de 500 (mais precisamente, a função exponencial de 2º grau de pi, e2π) mas significativamente menos”, afirma Sneppen no artigo publicado a semana passada na Scientific Reports.

“Na realidade, cada nova imagem é observável a distâncias de um fator de apenas 50, 5 ou até 2 vezes mais próxima da borda do buraco negro. Isto quer dizer que quanto mais rapidamente um buraco negro gira, mais espaço há para imagens extra de objetos cósmicos e das paisagens em seu redor”, explica Sneppen ao Science Alert.

Para Sneppen, “há algo de fantasticamente belo em compreender agora o porquê de as imagens se repetirem de forma tão elegante”. A descoberta da fórmula também representa um conjunto de novas oportunidades para testar a nossa compreensão da gravidade e dos buracos negros, acrescentou o estudante.

A fórmula do estudante de Física também significa que a luz de uma supernova poderá ser testemunhada várias vezes na presença de um buraco negro de rápida rotação.

Os buracos negros resultam do colapso de estrelas maciças com uma gravidade imensa, tão poderosa que nem a luz que atinge o chamado Horizonte de eventos consegue escapar. A gravidade é tão extrema que o próprio espaço-tempo é modificado e deformado, exibindo comportamentos estranhos nas proximidades deste limiar.

O espaço curva-se aí tão drasticamente que os raios de luz são desviados, por vezes de tal forma que um raio de luz pode atravessar a circunferência do buraco negro várias vezes antes de escapar — se é que o consegue.

É por isso que quando olhamos para uma galáxia, por exemplo, do lado oposto ao buraco negro, podemos ver a mesma imagem múltiplas vezes, apesar de esta ficar cada vez mais distorcida. Quando uma galáxia distante brilha, fá-lo em todas as direções.

Mas quando alguma dessa luz se aproxima demasiado do buraco negro, parte dela é desviada, e alguma aproxima-se ainda mais do buraco negro, orbitando-o antes de se projetar na nossa direção.

Então, se observarmos o espaço mais próximo do buraco negro, há múltiplas versões da galáxia observada, à medida que nos aproximamos do Horizonte de eventos — algo que convém fazer com cuidado, não vá o buraco negro arrastar-nos para um destino incerto.

ARM, ZAP //

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