"Buracos negros no universo". Capítulo de um livro. O que é um buraco negro no espaço

Você provavelmente já viu filmes de ficção científica onde os heróis, viajando no espaço, acabam em outro universo? Na maioria das vezes, os misteriosos buracos negros cósmicos se tornam a porta para outro mundo. Acontece que há alguma verdade nessas histórias. Assim dizem os cientistas.

Quando o próprio centro de uma estrela, seu núcleo, fica sem combustível, todas as suas partículas se tornam muito pesadas. E então, todo o planeta colapsa no centro de si mesmo. Isso causa um poderoso onda de choque, que quebra a casca externa, ainda em chamas, da estrela e ela explode com um clarão ofuscante. Uma colher de chá de uma pequena estrela extinta pesa vários bilhões de toneladas. Tal estrela é chamada nêutron. E se uma estrela é vinte a trinta vezes maior que o nosso sol, sua destruição leva à formação do fenômeno mais estranho do universo - buraco negro.

A atração em um buraco negro é tão forte que captura planetas, gases e até luz. Os buracos negros são invisíveis, eles só podem ser encontrados por um enorme funil de corpos cósmicos voando para dentro dele. Apenas em torno de alguns buracos é formado um brilho intenso. Afinal, a velocidade de rotação é muito alta, as partículas dos corpos celestes aquecem até milhões de graus e brilham intensamente

buraco negro cósmico atrai todos os objetos, torcendo-os em espiral. Ao se aproximar de um buraco negro, os objetos começam a acelerar e se esticar como um enorme espaguete. A força de atração cresce gradualmente e em algum momento se torna tão monstruosa que nada pode superá-la. Essa fronteira é chamada de horizonte de eventos. Qualquer evento que aconteça por trás dele permanecerá invisível para sempre.

Os cientistas sugerem que os buracos negros podem criar túneis no espaço - "buracos de minhoca". Se você entrar nele, poderá atravessar o espaço e se encontrar em outro Universo, onde existe um buraco branco oposto. Talvez algum dia esse segredo seja revelado e em poderosas naves espaciais as pessoas viajem para outras dimensões.

S. TRANKOVSKY

Entre os problemas mais importantes e interessantes da física e astrofísica modernas, o acadêmico V. L. Ginzburg citou questões relacionadas a buracos negros (ver Science and Life, nºs 11, 12, 1999). A existência desses objetos estranhos foi prevista há mais de duzentos anos, as condições que levaram à sua formação foram calculadas com precisão no final dos anos 30 do século XX e a astrofísica os enfrentou há menos de quarenta anos. Hoje revistas científicas em todo o mundo publicam milhares de artigos sobre buracos negros todos os anos.

A formação de um buraco negro pode ocorrer de três maneiras.

É assim que se costuma descrever os processos que ocorrem nas proximidades de um buraco negro em colapso. Com o passar do tempo (Y), o espaço (X) ao seu redor (área sombreada) encolhe em direção à singularidade.

O campo gravitacional de um buraco negro introduz fortes distorções na geometria do espaço.

Um buraco negro, invisível através de um telescópio, revela-se apenas por sua influência gravitacional.

No poderoso campo gravitacional de um buraco negro, nascem os pares partícula-antipartícula.

O nascimento de um par partícula-antipartícula no laboratório.

COMO APARECEM

Um corpo celeste luminoso, de densidade igual à da Terra e de diâmetro duzentas e cinquenta vezes maior que o diâmetro do Sol, devido à força de sua atração, não permitirá que sua luz chegue até nós. Assim, é possível que os maiores corpos luminosos do universo, justamente por seu tamanho, permaneçam invisíveis.
Pierre Simon Laplace.
Apresentação do sistema do mundo. 1796

Em 1783, o matemático inglês John Mitchell e, treze anos depois, independentemente dele, o astrônomo e matemático francês Pierre Simon Laplace realizaram um estudo muito estranho. Eles consideraram as condições sob as quais a luz não seria capaz de deixar uma estrela.

A lógica dos cientistas era simples. Para qualquer objeto astronômico (planeta ou estrela), você pode calcular a chamada velocidade de escape, ou o segundo velocidade cósmica, que permite que qualquer corpo ou partícula saia dele para sempre. E na física da época reinava soberana a teoria newtoniana, segundo a qual a luz é um fluxo de partículas (antes da teoria ondas eletromagnéticas e ainda faltavam quase cento e cinquenta anos). A velocidade de escape das partículas pode ser calculada com base na igualdade da energia potencial na superfície do planeta e a energia cinética do corpo "escapando" a uma distância infinitamente grande. Esta velocidade é determinada pela fórmula #1#

Onde Mé a massa do objeto espacial, Ré o seu raio, Gé a constante gravitacional.

A partir daqui, o raio de um corpo de uma determinada massa é facilmente obtido (mais tarde chamado de "raio gravitacional r g "), em que a velocidade de escape é igual à velocidade da luz:

Isso significa que uma estrela comprimida em uma esfera com raio r g< 2GM/c 2 deixará de emitir - a luz não poderá deixá-lo. Um buraco negro aparecerá no universo.

É fácil calcular que o Sol (sua massa é de 2,1033 g) se transformará em um buraco negro se encolher para um raio de cerca de 3 quilômetros. A densidade de sua substância, neste caso, atingirá 10 16 g/cm 3 . O raio da Terra, comprimido ao estado de um buraco negro, diminuiria para cerca de um centímetro.

Parecia incrível que forças pudessem ser encontradas na natureza que pudessem comprimir uma estrela a um tamanho tão insignificante. Portanto, as conclusões do trabalho de Mitchell e Laplace por mais de cem anos foram consideradas algo como um paradoxo matemático sem significado físico.

Uma prova matemática rigorosa de que tal objeto exótico no espaço é possível foi obtida apenas em 1916. Astrônomo alemão Karl Schwarzschild, depois de analisar as equações teoria geral relatividade de Albert Einstein, obteve um resultado interessante. Tendo estudado o movimento de uma partícula no campo gravitacional de um corpo maciço, ele chegou à conclusão de que a equação perde seu significado físico (sua solução vai para o infinito) quando r= 0 e r = r g.

Os pontos em que as características do campo perdem o sentido são chamados de singulares, isto é, especiais. A singularidade no ponto zero reflete o ponto, ou, o que é o mesmo, a estrutura centralmente simétrica do campo (afinal, qualquer corpo esférico - uma estrela ou um planeta - pode ser representado como ponto material). E os pontos localizados em uma superfície esférica com um raio r g , formam a própria superfície da qual a velocidade de escape é igual à velocidade da luz. Na teoria geral da relatividade, é chamado de esfera singular de Schwarzschild ou horizonte de eventos (por que - ficará claro mais tarde).

Já no exemplo de objetos familiares para nós - a Terra e o Sol - fica claro que os buracos negros são objetos muito estranhos. Mesmo os astrônomos que lidam com a matéria em valores extremos de temperatura, densidade e pressão os consideram muito exóticos e, até recentemente, nem todos acreditavam em sua existência. No entanto, os primeiros indícios da possibilidade da formação de buracos negros já estavam contidos na teoria geral da relatividade de A. Einstein, criada em 1915. O astrônomo inglês Arthur Eddington, um dos primeiros intérpretes e divulgadores da teoria da relatividade, derivou na década de 1930 um sistema de equações descrevendo estrutura interna estrelas. Segue-se deles que a estrela está em equilíbrio sob a ação de forças gravitacionais de direção oposta e pressão interna, criado pelo movimento de partículas de plasma quente dentro da estrela e pela pressão da radiação gerada em suas profundezas. E isso significa que a estrela é uma bola de gás, no centro da qual aquecer gradualmente diminuindo em direção à periferia. Das equações, em particular, concluiu-se que a temperatura da superfície do Sol é de cerca de 5.500 graus (o que é bastante consistente com os dados das medições astronômicas), e em seu centro deveria haver cerca de 10 milhões de graus. Isso permitiu a Eddington fazer uma conclusão profética: a tal temperatura, uma reação termonuclear é "inflamada", suficiente para garantir o brilho do Sol. Os físicos atômicos da época não concordavam com isso. Parecia-lhes que estava muito "frio" nas entranhas da estrela: a temperatura ali era insuficiente para a reação "ir". A isso o teórico enfurecido respondeu: "Procure um lugar mais quente!"

E no final ele estava certo: realmente existe uma reação termonuclear no centro da estrela (outra coisa é que o chamado "modelo solar padrão", baseado em ideias sobre fusão termonuclear, aparentemente acabou estar incorreto - ver, por exemplo, "Ciência e vida" nº 2, 3, 2000). No entanto, a reação no centro da estrela ocorre, a estrela brilha e a radiação que surge neste caso a mantém em condição estável. Mas agora o "combustível" nuclear na estrela queima. A liberação de energia para, a radiação se extingue e a força que retém a atração gravitacional desaparece. Existe um limite para a massa de uma estrela, após o qual a estrela começa a encolher irreversivelmente. Os cálculos mostram que isso acontece se a massa da estrela exceder duas ou três massas solares.

COLAPSO GRAVITACIONAL

A princípio, a taxa de contração da estrela é pequena, mas sua taxa aumenta continuamente, pois a força de atração é inversamente proporcional ao quadrado da distância. A compressão torna-se irreversível, não há forças capazes de contrariar a autogravidade. Esse processo é chamado de colapso gravitacional. A velocidade da casca da estrela em direção ao seu centro aumenta, aproximando-se da velocidade da luz. E aqui os efeitos da teoria da relatividade começam a desempenhar um papel.

A velocidade de escape foi calculada com base nas ideias newtonianas sobre a natureza da luz. Do ponto de vista da relatividade geral, os fenômenos nas proximidades de uma estrela em colapso ocorrem de maneira um pouco diferente. Em seu poderoso campo gravitacional, ocorre o chamado redshift gravitacional. Isso significa que a frequência da radiação proveniente de um objeto massivo é deslocada para baixas frequências. No limite, na fronteira da esfera de Schwarzschild, a frequência de radiação torna-se igual a zero. Ou seja, um observador fora dele não conseguirá descobrir nada sobre o que está acontecendo lá dentro. É por isso que a esfera de Schwarzschild é chamada de horizonte de eventos.

Mas reduzir a frequência equivale a desacelerar o tempo e, quando a frequência chega a zero, o tempo para. Isso significa que um observador externo verá uma imagem muito estranha: a casca de uma estrela caindo com aceleração crescente, em vez de atingir a velocidade da luz, para. Do seu ponto de vista, a contração cessará assim que o tamanho da estrela se aproximar do raio gravitacional.
bigode. Ele nunca verá sequer uma partícula "mergulhando" sob a esfera de Schwarzschild. Mas para um observador hipotético caindo em um buraco negro, tudo terminará em questão de instantes de acordo com seu relógio. Assim, o tempo de colapso gravitacional de uma estrela do tamanho do Sol será de 29 minutos, e de uma estrela de nêutrons muito mais densa e compacta - apenas 1/20.000 de segundo. E aqui ele está com problemas, conectado com a geometria do espaço-tempo perto de um buraco negro.

O observador entra em um espaço curvo. Perto do raio gravitacional, as forças gravitacionais tornam-se infinitamente grandes; eles esticam o foguete com o astronauta-observador em um fio infinitamente fino de comprimento infinito. Mas ele mesmo não notará isso: todas as suas deformações corresponderão às distorções das coordenadas do espaço-tempo. Essas considerações, é claro, referem-se ao caso ideal, hipotético. Qualquer corpo real será dilacerado pelas forças das marés muito antes de se aproximar da esfera de Schwarzschild.

DIMENSÕES DOS BURACOS NEGROS

O tamanho de um buraco negro, ou melhor, o raio da esfera de Schwarzschild é proporcional à massa da estrela. E como a astrofísica não impõe nenhuma restrição ao tamanho de uma estrela, um buraco negro pode ser arbitrariamente grande. Se, por exemplo, surgiu durante o colapso de uma estrela com massa de 10 8 massas solares (ou devido à fusão de centenas de milhares, ou mesmo milhões de estrelas relativamente pequenas), seu raio seria de cerca de 300 milhões de quilômetros, duas vezes a órbita da Terra. E a densidade média da substância de tal gigante está próxima da densidade da água.

Aparentemente, são precisamente esses buracos negros que se encontram nos centros das galáxias. De qualquer forma, os astrônomos hoje contam cerca de cinquenta galáxias, no centro das quais, a julgar por evidências indiretas (discutiremos abaixo), existem buracos negros com massa de cerca de um bilhão (10 9) solares. Aparentemente, nossa Galáxia também tem seu próprio buraco negro; sua massa foi estimada com bastante precisão - 2,4. 10 6 ±10% da massa do Sol.

A teoria assume que, juntamente com tais supergigantes, mini-buracos negros com uma massa de cerca de 10 14 g e um raio de cerca de 10 -12 cm (o tamanho do núcleo atômico) deveriam ter surgido. Eles poderiam aparecer nos primeiros momentos da existência do Universo como uma manifestação de uma heterogeneidade muito forte do espaço-tempo com uma densidade de energia colossal. As condições que existiam então no Universo são agora percebidas por pesquisadores em colisores poderosos (aceleradores em feixes em colisão). Experimentos no CERN no início deste ano produziram plasma de quark-gluon, matéria pré-existente. partículas elementares. A pesquisa sobre esse estado da matéria continua em Brookhaven, o centro acelerador americano. Ele é capaz de acelerar partículas a energias de uma ordem e meia a duas ordens de magnitude mais altas do que um acelerador em
CERN. O próximo experimento causou grande ansiedade: um mini-buraco negro surgirá durante sua implementação, o que dobrará nosso espaço e destruirá a Terra?

Esse medo causou uma resposta tão forte que o governo dos EUA foi forçado a convocar uma comissão competente para testar essa possibilidade. A comissão, composta por pesquisadores proeminentes, concluiu que a energia do acelerador é muito baixa para a formação de um buraco negro (esse experimento é descrito na revista "Science and Life" nº 3, 2000).

COMO VER O INVISÍVEL

Buracos negros não emitem nada, nem mesmo luz. No entanto, os astrônomos aprenderam a vê-los, ou melhor, a encontrar "candidatos" para esse papel. Existem três maneiras de detectar um buraco negro.

1. É necessário acompanhar a circulação das estrelas em aglomerados em torno de um determinado centro de gravidade. Se acontecer que não há nada neste centro, e as estrelas giram, por assim dizer, em torno de um lugar vazio, podemos dizer com bastante segurança: há um buraco negro neste "vazio". Foi com base nisso que se assumiu a presença de um buraco negro no centro da nossa Galáxia e se calculou a sua massa.

2. Um buraco negro suga ativamente a matéria do espaço circundante. Poeira interestelar, gás, matéria de estrelas próximas caem sobre ele em espiral, formando o chamado disco de acreção, semelhante ao anel de Saturno. (Isso é exatamente o que era assustador no experimento de Brookhaven: um mini-buraco negro que surgiu no acelerador começará a sugar a Terra para dentro de si, e esse processo não poderia ser interrompido por nenhuma força.) Aproximando-se da esfera de Schwarzschild, as partículas experimentar aceleração e começar a irradiar na faixa de raios-X. Essa radiação tem um espectro característico semelhante à radiação bem estudada de partículas aceleradas em um síncrotron. E se tal radiação vier de alguma região do Universo, podemos afirmar com certeza que deve haver um buraco negro ali.

3. Quando dois buracos negros se fundem, ocorre radiação gravitacional. Calcula-se que, se a massa de cada um for de cerca de dez massas solares, quando eles se fundirem em questão de horas na forma ondas gravitacionais a energia equivalente a 1% de sua massa total será liberada. Isso é mil vezes mais do que a luz, o calor e outras energias que o Sol emitiu durante todo o período de sua existência - cinco bilhões de anos. Eles esperam detectar radiação gravitacional com a ajuda de observatórios de ondas gravitacionais LIGO e outros, que agora estão sendo construídos na América e na Europa com a participação de pesquisadores russos (ver "Ciência e Vida" nº 5, 2000).

E, no entanto, embora os astrônomos não tenham dúvidas sobre a existência de buracos negros, ninguém pode afirmar categoricamente que exatamente um deles está localizado em um determinado ponto do espaço. A ética científica, a conscienciosidade do investigador exigem uma resposta inequívoca à questão colocada, que não tolera discrepâncias. Não basta estimar a massa de um objeto invisível, é preciso medir seu raio e mostrar que não ultrapassa o de Schwarzschild. E mesmo dentro da nossa Galáxia, esse problema ainda não está resolvido. É por isso que os cientistas mostram certa contenção ao relatar sua descoberta, e as revistas científicas estão literalmente cheias de relatos de trabalhos teóricos e observações de efeitos que podem lançar luz sobre seu mistério.

É verdade que os buracos negros também possuem mais uma propriedade, prevista teoricamente, que, talvez, possibilitasse vê-los. Mas, no entanto, sob uma condição: a massa do buraco negro deve ser muito menor que a massa do Sol.

UM BURACO NEGRO PODE SER "BRANCO"

Por muito tempo, os buracos negros foram considerados a personificação da escuridão, objetos que no vácuo, na ausência de absorção de matéria, não irradiam nada. No entanto, em 1974, o famoso teórico inglês Stephen Hawking mostrou que os buracos negros podem receber uma temperatura e, portanto, devem irradiar.

De acordo com os conceitos da mecânica quântica, o vácuo não é um vazio, mas uma espécie de "espuma do espaço-tempo", uma mistura de partículas virtuais (invisíveis em nosso mundo). No entanto, as flutuações de energia quântica são capazes de "jogar" um par partícula-antipartícula para fora do vácuo. Por exemplo, quando dois ou três quanta gama colidem, um elétron e um pósitron aparecerão como se surgissem do nada. Este e fenômenos semelhantes foram repetidamente observados em laboratórios.

São as flutuações quânticas que determinam os processos de radiação dos buracos negros. Se um par de partículas com energias E E -E(a energia total do par é zero), surge nas proximidades da esfera de Schwarzschild, mais destino partículas serão diferentes. Eles podem aniquilar quase imediatamente ou ir para o horizonte de eventos juntos. Nesse caso, o estado do buraco negro não mudará. Mas se apenas uma partícula passar por baixo do horizonte, o observador registrará outra, e lhe parecerá que foi gerada por um buraco negro. Neste caso, um buraco negro que absorveu uma partícula com energia -E, reduzirá sua energia, e com energia E- aumentar.

Hawking calculou as taxas em que todos esses processos acontecem e chegou à conclusão de que a probabilidade de absorção de partículas com energia negativa é maior. Isso significa que o buraco negro perde energia e massa - ele evapora. Além disso, ela irradia como absolutamente corpo negro com temperatura T = 6 . 10 -8 M Com / M kelvins, onde M c é a massa do Sol (2,1033 g), Mé a massa do buraco negro. Essa relação simples mostra que a temperatura de um buraco negro com massa seis vezes a do Sol é de um centésimo milionésimo de grau. É claro que um corpo tão frio irradia praticamente nada, e todos os argumentos acima permanecem válidos. Outra coisa - mini-buracos. É fácil ver que com uma massa de 10 14 -10 30 gramas, eles são aquecidos a dezenas de milhares de graus e são incandescentes! No entanto, deve-se notar imediatamente que não há contradições com as propriedades dos buracos negros: essa radiação é emitida por uma camada acima da esfera de Schwarzschild, e não abaixo dela.

Assim, o buraco negro, que parecia ser um objeto congelado para sempre, mais cedo ou mais tarde desaparece, evaporando. Além disso, à medida que "emagrece", a taxa de evaporação aumenta, mas ainda leva um tempo extremamente longo. Estima-se que mini-buracos pesando 10 14 gramas, que apareceram imediatamente após o Big Bang 10-15 bilhões de anos atrás, devem evaporar completamente em nosso tempo. No último estágio de sua vida, sua temperatura atinge um valor colossal, então os produtos da evaporação devem ser partículas extremamente energia alta. É possível que sejam eles que geram as amplas chuvas atmosféricas - EASs na atmosfera terrestre. De qualquer forma, a origem de partículas anormalmente de alta energia é outro problema importante e interessante que pode estar intimamente relacionado às questões igualmente emocionantes da física dos buracos negros.

Não muito tempo atrás (pelos padrões científicos), um objeto chamado buraco negro era puramente hipotético e descrito apenas por cálculos teóricos superficiais. Mas o progresso da tecnologia não pára e agora ninguém duvida da existência de buracos negros. Muito já foi escrito sobre buracos negros, mas suas descrições costumam ser extremamente difíceis de entender para o observador comum. Neste artigo, tentaremos lidar com esse objeto tão interessante.

Um buraco negro geralmente é formado devido à morte de uma estrela de nêutrons. As estrelas de nêutrons geralmente são muito massivas, brilhantes e extremamente quentes, comparadas ao nosso Sol, é como uma lâmpada de lanterna e um holofote gigante com um monte de megawatts que são usados ​​em filmes. As estrelas de nêutrons são extremamente antieconômicas, usam enormes reservas de combustível nuclear por períodos relativamente curtos de tempo, na verdade, como um carro pequeno e algum tipo de helik, se comparado novamente com a nossa estrela. Ao queimar combustível nuclear, novos elementos são formados no núcleo, mais pesados, você pode olhar para a tabela periódica, o hidrogênio se transforma em hélio, o hélio em lítio e assim por diante. Os produtos de decaimento da fusão nuclear são semelhantes à fumaça do tubo de escape, exceto que podem ser reutilizados. E assim, a estrela vai ganhando impulso, até chegar ao ferro. O acúmulo de ferro no núcleo é como o câncer ... Começa a matá-la por dentro. Devido ao ferro, a massa do núcleo cresce rapidamente e, eventualmente, a força gravitacional torna-se mais força interações nucleares e o núcleo literalmente cai, resultando em uma explosão. No momento de tal explosão, uma quantidade colossal de energia é liberada, e dois feixes direcionados de radiação gama aparecem, como se uma pistola laser atirasse no universo de duas pontas, e tudo o que está no caminho de tais raios em um distância de cerca de 10 anos-luz é penetrada por esta radiação. Naturalmente, nada vivo sobrevive de tais raios, e o que está mais próximo queima completamente. Essa radiação é considerada a mais forte de todo o universo, exceto que a energia do big bang tem mais energia. Mas nem tudo é tão ruim, tudo o que estava no núcleo é lançado no espaço e posteriormente usado para criar planetas, estrelas e assim por diante. A pressão da força da explosão comprime a estrela a um tamanho minúsculo, dado o seu tamanho anterior, a densidade torna-se incrivelmente grande. Uma migalha de hambúrguer feita com essa substância pesaria mais do que o nosso planeta. Como resultado, é obtido um buraco negro, que tem uma gravidade incrível e é chamado de preto porque nem mesmo a luz pode escapar dele.

As leis da física próximas a um buraco negro não funcionam mais como estamos acostumados. O espaço-tempo é curvo e todos os eventos ocorrem de maneira completamente diferente. Como um aspirador de pó, um buraco negro absorve tudo o que está ao seu redor: planetas, asteróides, luz e assim por diante. Anteriormente, acreditava-se que um buraco negro não irradia nada, mas como Stephen Hawking provou, um buraco negro irradia antimatéria. Ou seja, come matéria, libera antimatéria. A propósito, se combinarmos matéria e antimatéria, obteremos uma bomba que liberará energia E = mc2, enfim, tobish, a arma mais poderosa do planeta. Acredito que o colisor foi então construído para tentar conseguir isso, pois quando os prótons colidem dentro dessa máquina também aparecem buracos negros em miniatura, que evaporam rapidamente, o que é bom para nós, caso contrário poderia ser como nos filmes sobre o fim do mundo.

Anteriormente, pensava-se que se você jogasse uma pessoa em um buraco negro, um cano iria rasgá-la em subátomos, mas como se viu, de acordo com algumas equações, existem certas trajetórias para viajar através de um buraco negro para sentir normal, embora não esteja claro o que vai acontecer depois disso, outra paz ou nada. A área ao redor de um buraco negro que é interessante é chamada de horizonte de eventos. Se você voar para lá sem conhecer a equação mágica, é claro que não será muito bom. O observador verá como nave espacial voa para o horizonte de eventos e muito lentamente se afasta até congelar no centro. Para o próprio astronauta, as coisas serão extremamente diferentes, o espaço curvo será moldado a partir dele, como da plasticina várias formas até finalmente quebrar tudo em subátomos. Mas para um observador externo, o astronauta permanecerá para sempre sorrindo e acenando pela vigia, uma imagem congelada.

São coisas tão estranhas esses buracos negros...

Data de publicação: 27/09/2012

A maioria das pessoas tem uma ideia vaga ou incorreta do que são os buracos negros. Enquanto isso, esses são objetos tão globais e poderosos do Universo, em comparação com os quais nosso planeta e toda a nossa vida não são nada.

Essência

Este é um objeto espacial que tem uma gravidade tão grande que absorve tudo o que cai dentro de seus limites. Na verdade, buraco negroé um objeto que nem mesmo emite luz e dobra o espaço-tempo. Mesmo o tempo flui mais lentamente perto de buracos negros.

Na verdade, a existência de buracos negros é apenas uma teoria (e um pouco de prática). Os cientistas têm suposições e experiência prática, mas ainda não foi possível estudar os buracos negros de perto. É por isso que os buracos negros são chamados condicionalmente de todos os objetos que se encaixam dada descrição. Os buracos negros são pouco estudados e, portanto, muitas questões permanecem sem solução.

Qualquer buraco negro tem um horizonte de eventos - aquela fronteira, depois da qual nada pode sair. Além disso, quanto mais próximo um objeto estiver de um buraco negro, mais lento ele se move.

Educação

Existem vários tipos e formas de formação de buracos negros:
- a formação de buracos negros como resultado da formação do universo. Esses buracos negros apareceram imediatamente após o Big Bang.
- estrelas moribundas. Quando uma estrela perde sua energia e as reações termonucleares param, a estrela começa a encolher. Dependendo do grau de compressão, distinguem-se estrelas de nêutrons, anãs brancas e, de fato, buracos negros.
- obtenção por meio de experimento. Por exemplo, em um colisor, você pode criar um buraco negro quântico.

Versões

Muitos cientistas estão inclinados a acreditar que os buracos negros jogam fora toda a matéria absorvida em outro lugar. Aqueles. deve haver "buracos brancos" que operam com um princípio diferente. Se você pode entrar em um buraco negro, mas não pode sair, então não pode entrar em um buraco branco. O principal argumento dos cientistas são as explosões nítidas e poderosas de energia registradas no espaço.

Os teóricos das cordas geralmente criaram seu próprio modelo de buraco negro, que não destrói informações. A teoria deles é chamada de "Fuzzball" - permite responder a perguntas relacionadas à singularidade e ao desaparecimento de informações.

O que é singularidade e desaparecimento da informação? Uma singularidade é um ponto no espaço caracterizado por pressão e densidade infinitas. Muitos ficam confusos com o fato da singularidade, pois os físicos não podem trabalhar com números infinitos. Muitos têm certeza de que existe uma singularidade em um buraco negro, mas suas propriedades são descritas de maneira muito superficial.

se falar linguagem simples, então todos os problemas e mal-entendidos vêm da relação entre a mecânica quântica e a gravidade. Até agora, os cientistas não conseguem criar uma teoria que os una. É por isso que existem problemas com um buraco negro. Afinal, um buraco negro parece destruir informações, mas os fundamentos da mecânica quântica são violados. Embora recentemente S. Hawking, ao que parece, decidiu essa questão, afirmando que as informações em buracos negros ainda não são destruídas.

estereótipos

Primeiro, os buracos negros não podem existir indefinidamente. E tudo graças à evaporação de Hawking. Portanto, não se deve pensar que os buracos negros irão, mais cedo ou mais tarde, engolir o Universo.

Em segundo lugar, nosso Sol não se tornará um buraco negro. Já que a massa da nossa estrela não será suficiente. É mais provável que nosso sol se transforme em uma anã branca (e isso não é um fato).

Em terceiro lugar, o Grande Colisor de Hádrons não destruirá nossa Terra criando um buraco negro. Mesmo que eles criem deliberadamente um buraco negro e o "libertem", por causa de seu tamanho pequeno, ele absorverá nosso planeta por muito, muito tempo.

Quarto, não pense que um buraco negro é um "buraco" no espaço. Um buraco negro é um objeto esférico. Daí a maioria das opiniões de que os buracos negros levam a um universo paralelo. No entanto, esse fato ainda não foi comprovado.

Quinto, um buraco negro não tem cor. É detectado por raios-X ou contra o fundo de outras galáxias e estrelas (efeito de lente).

Devido ao fato de que muitas vezes as pessoas confundem buracos negros com buracos de minhoca (que realmente existem), entre pessoas comuns esses conceitos não diferem. O buraco de minhoca realmente permite que você se mova no espaço e no tempo, mas até agora apenas em teoria.

Coisas complexas em termos simples

É difícil descrever um fenômeno como um buraco negro em termos simples. Se você se considera um técnico versado nas ciências exatas, aconselho-o a ler diretamente os trabalhos dos cientistas. Se você quiser saber mais sobre esse fenômeno, leia os escritos de Stephen Hawking. Ele fez muito pela ciência, especialmente no campo dos buracos negros. A evaporação dos buracos negros leva seu nome. Ele é um defensor da abordagem pedagógica e, portanto, todas as suas obras serão compreensíveis até para uma pessoa comum.

Livros:
- Buracos negros e universos jovens, 1993.
- Mundo em poucas palavras 2001.
- « A história mais curta Universo 2005" do ano.

Quero recomendar especialmente seus filmes de não-ficção que contarão a você linguagem simples não apenas sobre buracos negros, mas sobre o universo em geral:
- "O Universo de Stephen Hawking" - uma série de 6 episódios.
- "Deep into the Universe with Stephen Hawking" - uma série de 3 episódios.
Todos esses filmes foram traduzidos para o russo e são frequentemente exibidos nos canais Discovery.

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24 de janeiro de 2013

De todos os objetos hipotéticos do universo previstos pelas teorias científicas, os buracos negros causam a impressão mais assustadora. E, embora as suposições sobre sua existência tenham começado a ser expressas quase um século e meio antes da publicação de Einstein da teoria geral da relatividade, evidências convincentes da realidade de sua existência foram obtidas recentemente.

Vamos começar explicando como a relatividade geral aborda a questão da natureza da gravidade. A lei da gravitação universal de Newton afirma que entre quaisquer dois corpos maciços no universo existe uma força de atração mútua. Por causa dessa atração gravitacional, a Terra gira em torno do Sol. A relatividade geral nos força a olhar para o sistema Sol-Terra de maneira diferente. De acordo com essa teoria, na presença de um corpo celeste tão maciço como o Sol, o espaço-tempo, por assim dizer, desmorona sob seu peso e a uniformidade de seu tecido é perturbada. Imagine um trampolim elástico sobre o qual está uma bola pesada (por exemplo, de uma pista de boliche). O tecido esticado cede sob seu peso, criando uma rarefação ao redor. Da mesma forma, o Sol empurra o espaço-tempo em torno de si.

De acordo com esta imagem, a Terra simplesmente gira em torno do funil formado (exceto que uma pequena bola rolando em uma pesada em um trampolim inevitavelmente perderá velocidade e espiralará em direção a uma grande). E o que habitualmente percebemos como a força da gravidade em nosso Vida cotidiana, também nada mais é do que uma mudança na geometria do espaço-tempo, e não uma força no sentido newtoniano. Até o momento, não foi inventada uma explicação mais bem-sucedida da natureza da gravidade do que a teoria da relatividade geral.

Agora imagine o que aconteceria se nós - dentro do quadro proposto - aumentarmos e aumentarmos a massa de uma bola pesada, sem aumentar suas dimensões físicas? Sendo absolutamente elástico, o funil se aprofundará até que suas bordas superiores converjam em algum lugar bem acima da bola completamente mais pesada, e então simplesmente deixará de existir quando visto da superfície. No Universo real, tendo acumulado massa e densidade de matéria suficientes, o objeto fecha uma armadilha do espaço-tempo em torno de si, o tecido do espaço-tempo se fecha e perde contato com o resto do Universo, tornando-se invisível para ele. É assim que um buraco negro é criado.

Schwarzschild e seus contemporâneos acreditavam que tais estranhos objetos cósmicos não existem na natureza. O próprio Einstein não apenas aderiu a esse ponto de vista, mas também acreditou erroneamente que conseguiu fundamentar sua opinião matematicamente.

Na década de 1930, um jovem astrofísico indiano, Chandrasekhar, provou que uma estrela que gastou seu combustível nuclear perde sua casca e se transforma em uma anã branca que esfria lentamente se sua massa for inferior a 1,4 massas solares. Logo, o americano Fritz Zwicky adivinhou que corpos extremamente densos de matéria de nêutrons surgem em explosões de supernovas; Mais tarde, Lev Landau chegou à mesma conclusão. Após o trabalho de Chandrasekhar, ficou óbvio que apenas estrelas com massa superior a 1,4 massas solares poderiam sofrer tal evolução. Portanto, surgiu uma questão natural - existe um limite de massa superior para supernovas que as estrelas de nêutrons deixam para trás?

No final dos anos 30, o futuro pai do americano bomba atômica Robert Oppenheimer descobriu que tal limite realmente existe e não excede algumas massas solares. Não foi possível então fazer uma avaliação mais precisa; sabe-se agora que as massas das estrelas de nêutrons devem estar na faixa de 1,5-3 Ms. Mas mesmo a partir dos cálculos aproximados de Oppenheimer e seu aluno de pós-graduação George Volkov, concluiu-se que os descendentes mais massivos de supernovas não se tornam estrelas de nêutrons, mas vão para algum outro estado. Em 1939, Oppenheimer e Hartland Snyder provaram em um modelo idealizado que uma estrela massiva em colapso se contrai em seu raio gravitacional. De suas fórmulas, de fato, conclui-se que a estrela não para por aí, mas os coautores se abstiveram de uma conclusão tão radical.

09.07.1911 - 13.04.2008

A resposta final foi encontrada na segunda metade do século 20 pelos esforços de uma galáxia de brilhantes físicos teóricos, inclusive soviéticos. Descobriu-se que tal colapso sempre comprime a estrela "até o fim", destruindo completamente sua substância. Como resultado, surge uma singularidade, um "superconcentrado" do campo gravitacional, fechado em um volume infinitamente pequeno. Para um furo fixo, este é um ponto, para um furo rotativo, é um anel. A curvatura do espaço-tempo e, consequentemente, a força da gravidade perto da singularidade tendem ao infinito. No final de 1967, o físico americano John Archibald Wheeler foi o primeiro a chamar esse colapso estelar final de buraco negro. O novo termo apaixonou os físicos e encantou os jornalistas que o espalharam pelo mundo (embora os franceses não tenham gostado no início, porque a expressão trou noir sugeria associações duvidosas).

A propriedade mais importante de um buraco negro é que não importa o que entre nele, ele não voltará. Isso se aplica até à luz, e é por isso que os buracos negros recebem esse nome: um corpo que absorve toda a luz que incide sobre ele e não emite a sua parece completamente preto. De acordo com a relatividade geral, se um objeto se aproxima do centro de um buraco negro a uma distância crítica - essa distância é chamada de raio de Schwarzschild - ele nunca pode voltar. (Astrônomo alemão Karl Schwarzschild, 1873-1916) últimos anos de sua vida, usando as equações da teoria geral da relatividade de Einstein, ele calculou o campo gravitacional em torno de uma massa de volume zero.) Para a massa do Sol, o raio de Schwarzschild é de 3 km, ou seja, para transformar nosso Sol em um buraco negro, você precisa condensar toda a sua massa para o tamanho de uma pequena cidade!

Dentro do raio de Schwarzschild, a teoria prevê fenômenos ainda mais estranhos: toda a matéria em um buraco negro se reúne em um ponto infinitesimal de densidade infinita em seu centro - os matemáticos chamam esse objeto de perturbação singular. Na densidade infinita, qualquer massa finita de matéria, matematicamente falando, ocupa volume espacial zero. Se esse fenômeno realmente ocorre dentro de um buraco negro, é claro que não podemos verificar experimentalmente, pois tudo o que caiu dentro do raio de Schwarzschild não volta.

Assim, sem poder "ver" um buraco negro no sentido tradicional da palavra "olhar", podemos, no entanto, detectar a sua presença por sinais indirectos da influência do seu campo gravitacional superpoderoso e completamente invulgar sobre a matéria à sua volta. .

Buracos negros supermassivos

No centro da nossa via Láctea e outras galáxias abrigam um buraco negro incrivelmente massivo, milhões de vezes mais pesado que o Sol. Esses buracos negros supermassivos (como são chamados) foram descobertos observando a natureza do movimento do gás interestelar perto dos centros das galáxias. Os gases, a julgar pelas observações, giram a uma curta distância do objeto supermassivo, e cálculos simples usando as leis da mecânica de Newton mostram que o objeto que os atrai, de diâmetro escasso, tem uma massa monstruosa. Somente um buraco negro pode girar o gás interestelar no centro da galáxia dessa maneira. Na verdade, os astrofísicos já encontraram dezenas desses buracos negros maciços nos centros de nossas galáxias vizinhas e suspeitam fortemente que o centro de qualquer galáxia seja um buraco negro.

Buracos negros com massa estelar

De acordo com nossa compreensão atual da evolução das estrelas, quando uma estrela com massa maior que cerca de 30 massas solares morre em uma explosão de supernova, sua casca externa se separa e as camadas internas colapsam rapidamente em direção ao centro e formam um buraco negro em o lugar da estrela que esgotou suas reservas de combustível. É praticamente impossível identificar um buraco negro dessa origem isolado no espaço interestelar, pois ele se encontra em um vácuo rarefeito e não se manifesta de forma alguma em termos de interações gravitacionais. No entanto, se tal buraco fizesse parte de um sistema estelar binário (duas estrelas quentes orbitando em torno de seu centro de massa), o buraco negro ainda teria um efeito gravitacional em sua estrela parceira. Os astrônomos hoje têm mais de uma dúzia de candidatos para o papel de sistemas estelares desse tipo, embora nenhuma evidência rigorosa tenha sido obtida para nenhum deles.

Em um sistema binário com um buraco negro em sua composição, a matéria de uma estrela "viva" inevitavelmente "fluirá" na direção do buraco negro. E a matéria sugada pelo buraco negro vai girar em espiral ao cair no buraco negro, desaparecendo ao cruzar o raio de Schwarzschild. Ao se aproximar do limite fatal, no entanto, a matéria sugada para dentro do funil do buraco negro irá inevitavelmente condensar e aquecer devido ao aumento da frequência de colisões entre as partículas absorvidas pelo buraco, até que seja aquecida até as energias de radiação das ondas. na faixa de raios X do espectro radiação eletromagnética. Os astrônomos podem medir a frequência desse tipo de mudança na intensidade dos raios X e calcular, comparando-a com outros dados disponíveis, a massa aproximada de um objeto “puxando” matéria para si. Se a massa de um objeto exceder o limite de Chandrasekhar (1,4 massas solares), esse objeto não pode ser uma anã branca, na qual nosso luminar está destinado a degenerar. Na maioria dos casos de observações observadas de tais estrelas duplas de raios X, uma estrela de nêutrons é um objeto massivo. No entanto, houve mais de uma dúzia de casos em que a única explicação razoável é a presença de um buraco negro em um sistema estelar binário.

Todos os outros tipos de buracos negros são muito mais especulativos e baseados apenas em pesquisas teóricas - não há nenhuma confirmação experimental de sua existência. Primeiro, são miniburacos negros com massa comparável à massa de uma montanha e comprimidos ao raio de um próton. A ideia de sua origem no estágio inicial da formação do Universo imediatamente após o Big Bang foi proposta pelo cosmólogo inglês Stephen Hawking (veja o Princípio Oculto da Irreversibilidade do Tempo). Hawking sugeriu que explosões de mini-buracos poderiam explicar o fenômeno realmente misterioso de rajadas cinzeladas de raios gama no universo. Em segundo lugar, algumas teorias de partículas elementares preveem a existência no Universo - no nível micro - de uma verdadeira peneira de buracos negros, que são uma espécie de espuma do lixo do universo. O diâmetro desses microburacos é supostamente de cerca de 10 a 33 cm - eles são bilhões de vezes menores que um próton. No momento, não temos nenhuma esperança de uma verificação experimental até mesmo do próprio fato da existência de tais partículas de buracos negros, para não mencionar, de alguma forma investigar suas propriedades.

E o que acontecerá com o observador se de repente ele se encontrar do outro lado do raio gravitacional, também chamado de horizonte de eventos. Aqui começa a propriedade mais surpreendente dos buracos negros. Não é à toa que, falando em buracos negros, sempre mencionamos o tempo, ou melhor, o espaço-tempo. De acordo com a teoria da relatividade de Einstein, quanto mais rápido um corpo se move, maior se torna sua massa, mas mais devagar o tempo começa a passar! Em baixas velocidades em condições normais esse efeito é imperceptível, mas se o corpo (nave espacial) se mover a uma velocidade próxima à velocidade da luz, sua massa aumenta e o tempo diminui! Na velocidade do corpo velocidade igual luz, a massa vai para o infinito e o tempo para! Pessoas rígidas falam sobre isso fórmulas matemáticas. Voltemos ao buraco negro. Imagine uma situação fantástica quando uma nave estelar com astronautas a bordo se aproxima do raio gravitacional ou horizonte de eventos. É claro que o horizonte de eventos é assim chamado porque podemos observar quaisquer eventos (observar algo em geral) apenas até esse limite. Que não somos capazes de observar essa fronteira. No entanto, estando dentro de uma nave que se aproxima de um buraco negro, os astronautas sentirão o mesmo de antes, porque. de acordo com o relógio, o tempo passará "normalmente". A espaçonave cruzará calmamente o horizonte de eventos e seguirá em frente. Mas como sua velocidade será próxima à velocidade da luz, a espaçonave chegará ao centro do buraco negro, literalmente, em um instante.

E para um observador externo, a espaçonave simplesmente parará no horizonte de eventos e permanecerá lá quase para sempre! Tal é o paradoxo da gravidade colossal dos buracos negros. A questão é natural, mas os astronautas que vão ao infinito de acordo com o relógio de um observador externo permanecerão vivos. Não. E o ponto não está na enorme gravitação, mas nas forças de maré, que em um corpo tão pequeno e maciço variam muito em pequenas distâncias. Com o crescimento de um astronauta de 1 m 70 cm, as forças de maré em sua cabeça serão muito menores do que em seus pés, e ele simplesmente será dilacerado já no horizonte de eventos. Então estamos em em termos gerais descobrimos o que são buracos negros, mas até agora falamos de buracos negros de massa estelar. Atualmente, os astrônomos conseguiram detectar buracos negros supermassivos, cuja massa pode chegar a um bilhão de sóis! Buracos negros supermassivos não diferem em propriedades de suas contrapartes menores. Eles são apenas muito mais massivos e, via de regra, estão localizados nos centros das galáxias - as ilhas estelares do Universo. Existe também um buraco negro supermassivo no centro da nossa Galáxia (a Via Láctea). A massa colossal desses buracos negros permitirá procurá-los não apenas em nossa Galáxia, mas também nos centros de galáxias distantes localizadas a milhões e bilhões de anos-luz da Terra e do Sol. Cientistas europeus e americanos realizaram uma busca global por buracos negros supermassivos, que, de acordo com cálculos teóricos modernos, deveriam estar localizados no centro de todas as galáxias.

A tecnologia moderna permite detectar a presença desses colapsares em galáxias vizinhas, mas muito poucos foram encontrados. Isso significa que os buracos negros simplesmente se escondem em densas nuvens de gás e poeira na parte central das galáxias ou estão localizados em cantos mais distantes do Universo. Assim, os buracos negros podem ser detectados por raios-X emitidos durante o acúmulo de matéria sobre eles e, para fazer um censo de tais fontes, satélites com telescópios de raios-X a bordo foram lançados no espaço próximo à Terra. Em busca de fontes de raios-X, os observatórios espaciais Chandra e Rossi descobriram que o céu está cheio de radiação de fundo de raios-X e é milhões de vezes mais brilhante do que os raios visíveis. Grande parte dessa emissão de raios-X de fundo do céu deve vir de buracos negros. Geralmente na astronomia eles falam sobre três tipos de buracos negros. O primeiro são os buracos negros de massa estelar (cerca de 10 massas solares). Eles se formam a partir de estrelas massivas quando ficam sem combustível de fusão. O segundo são os buracos negros supermassivos nos centros das galáxias (massas de um milhão a bilhões de massas solares). E, finalmente, os buracos negros primordiais formados no início da vida do Universo, cujas massas são pequenas (da ordem da massa de um grande asteroide). Assim, uma grande variedade de possíveis massas de buracos negros permanece não preenchida. Mas onde estão esses buracos? Preenchendo o espaço com raios-X, eles, no entanto, não querem mostrar sua verdadeira "cara". Mas, para construir uma teoria clara da conexão entre a radiação de raios-X de fundo e os buracos negros, é necessário saber seu número. Até agora, os telescópios espaciais só foram capazes de detectar um grande número de buracos negros supermassivos, cuja existência pode ser considerada comprovada. A evidência indireta torna possível trazer o número de buracos negros observáveis ​​responsáveis ​​pela radiação de fundo para 15%. Temos que assumir que o resto dos buracos negros supermassivos estão simplesmente se escondendo atrás de uma espessa camada de nuvens de poeira que permitem apenas a passagem de raios-X de alta energia ou estão muito longe para serem detectados por meios modernos de observação.

Buraco negro supermassivo (vizinhança) no centro da galáxia M87 (imagem de raios-X). Um jato é visível no horizonte de eventos. Imagem de www.college.ru/astronomy

A busca por buracos negros ocultos é uma das principais tarefas da moderna astronomia de raios-X. Os últimos avanços nessa área, associados à pesquisa com os telescópios Chandra e Rossi, no entanto, cobrem apenas a faixa de baixa energia da radiação de raios X - aproximadamente 2.000-20.000 elétron-volts (para comparação, a energia da radiação óptica é de cerca de 2 volts de elétrons). volts). Alterações significativas a esses estudos podem ser feitas pelo telescópio espacial europeu Integral, que é capaz de penetrar na região ainda insuficientemente estudada da radiação de raios-X com uma energia de 20.000 a 300.000 elétron-volts. A importância de estudar este tipo de raios-X reside no facto de que, embora o fundo de raios-X do céu tenha uma energia baixa, múltiplos picos (pontos) de radiação com uma energia de cerca de 30.000 eletrões volts aparecem contra este fundo. Os cientistas ainda precisam desvendar o mistério do que gera esses picos, e o Integral é o primeiro telescópio sensível o suficiente para encontrar essas fontes de raios-X. Segundo os astrônomos, feixes de alta energia dão origem aos chamados objetos de espessura Compton, ou seja, buracos negros supermassivos envoltos em uma casca de poeira. São os objetos Compton os responsáveis ​​pelos picos de raios X de 30.000 elétron-volts no campo de radiação de fundo.

Mas, continuando suas pesquisas, os cientistas chegaram à conclusão de que os objetos Compton representam apenas 10% do número de buracos negros que deveriam criar picos de alta energia. Este é um sério obstáculo para desenvolvimento adicional teorias. Isso significa que os raios-X ausentes não são fornecidos pela espessura de Compton, mas por buracos negros supermassivos comuns? E as telas de poeira para raios-X de baixa energia? A resposta parece estar no fato de que muitos buracos negros (objetos Compton) tiveram tempo suficiente para absorver todo o gás e poeira que os envolviam, mas antes disso tiveram a oportunidade de se declarar com raios-x de alta energia. Depois de absorver toda a matéria, tais buracos negros já eram incapazes de gerar raios-X no horizonte de eventos. Fica claro por que esses buracos negros não podem ser detectados e torna-se possível atribuir à sua conta as fontes ausentes de radiação de fundo, pois embora o buraco negro não emita mais, a radiação anteriormente criada por ele continua a viajar pelo Universo. No entanto, é perfeitamente possível que os buracos negros ausentes estejam mais escondidos do que os astrônomos sugerem, então só porque não podemos vê-los não significa que eles não existam. Só que não temos poder de observação suficiente para vê-los. Enquanto isso, os cientistas da NASA planejam estender a busca por buracos negros ocultos ainda mais no universo. É lá que fica a parte subaquática do iceberg, acreditam eles. Dentro de alguns meses, a pesquisa será realizada como parte da missão Swift. A penetração no Universo profundo revelará buracos negros escondidos, encontrará o elo perdido para a radiação de fundo e lançará luz sobre sua atividade na era inicial do Universo.

Acredita-se que alguns buracos negros sejam mais ativos do que seus vizinhos silenciosos. Os buracos negros ativos absorvem a matéria circundante e, se uma estrela "sem lacunas" voando entrar no vôo da gravidade, certamente será "comida" da maneira mais bárbara (despedaçada). A matéria absorvida, caindo em um buraco negro, é aquecida a temperaturas enormes e experimenta um flash nas faixas gama, raios-x e ultravioleta. Há também um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, mas é mais difícil de estudar do que buracos em galáxias vizinhas ou mesmo distantes. Isso se deve à densa parede de gás e poeira que atrapalha o centro de nossa Galáxia, porque sistema solar localizado quase na borda do disco galáctico. Portanto, as observações da atividade dos buracos negros são muito mais eficazes para as galáxias cujo núcleo é claramente visível. Ao observar uma das galáxias distantes, localizada na constelação de Boötes a uma distância de 4 bilhões de anos-luz, os astrônomos pela primeira vez conseguiram traçar desde o início e quase até o fim o processo de absorção de uma estrela por um buraco negro supermassivo . Por milhares de anos, esse gigantesco colapso permaneceu silenciosamente no centro de uma galáxia elíptica sem nome até que uma das estrelas ousou se aproximar o suficiente dela.

A poderosa gravidade do buraco negro rasgou a estrela. Coágulos de matéria começaram a cair no buraco negro e, ao atingir o horizonte de eventos, brilharam intensamente na faixa ultravioleta. Essas explosões foram capturadas pelo novo telescópio espacial NASA Galaxy Evolution Explorer, que estuda o céu em luz ultravioleta. O telescópio continua a observar o comportamento do distinto objeto até hoje, porque a refeição do buraco negro ainda não acabou e os restos da estrela continuam a cair no abismo do tempo e do espaço. Observações de tais processos eventualmente ajudarão a entender melhor como os buracos negros evoluem com suas galáxias-mãe (ou, inversamente, as galáxias evoluem com um buraco negro-mãe). Observações anteriores mostram que tais excessos não são incomuns no universo. Os cientistas calcularam que, em média, uma estrela é absorvida pelo buraco negro supermassivo de uma galáxia típica uma vez a cada 10.000 anos, mas como há um grande número de galáxias, a absorção de estrelas pode ser observada com muito mais frequência.

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