Buracos negros do tamanho de um átomo podem estar devorando estrelas de dentro para fora

por Lucas
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Buracos negros primordiais, como teorizados por astrofísicos, são remanescentes dos primeiros momentos do universo, tendo se formado logo após o Big Bang. Esses buracos negros são hipotetizados como originários de aglomerados densos de matéria que colapsaram sob sua própria gravidade durante o primeiro segundo do universo. Diferente de seus maiores homólogos formados a partir de colapsos estelares, buracos negros primordiais poderiam ter uma ampla gama de massas. Alguns podem ser tão leves quanto 100.000 vezes menos que um clipe de papel, enquanto outros se aproximam da massa de um asteroide ou um planeta anão.

O astrofísico Earl Bellinger, do Instituto Max Planck de Astrofísica na Alemanha, juntamente com seus colegas, investigou a possibilidade desses buracos negros primordiais serem capturados por estrelas. Em seu estudo, publicado no The Astrophysical Journal em 13 de dezembro, eles propõem que uma pequena fração desses buracos negros, particularmente aqueles com velocidades relativamente mais lentas, poderiam ter sido aprisionados por estrelas. Os buracos negros mais rápidos provavelmente passariam por estrelas sem serem capturados, semelhante a uma bala passando por um objeto.

A equipe de Bellinger sugere dois resultados potenciais se uma estrela captura um buraco negro primordial. Em um cenário, o buraco negro pode ser tão pequeno que tenha um impacto negligenciável na estrela. Tais buracos negros de baixa massa, mesmo quando embutidos em uma estrela, não podem aumentar significativamente sua massa ao longo da vida do universo. Em contraste, um buraco negro maior pode crescer eficientemente consumindo material estelar, um processo que Bellinger se refere como “canibalismo de buraco negro”.

Detectar esses buracos negros primordiais dentro de estrelas apresenta desafios observacionais significativos. Dada a suas altas velocidades e tamanhos excepcionalmente pequenos, esses buracos negros têm escapado da detecção até agora. Mesmo detectar buracos negros típicos, que são muito maiores do que seus homólogos primordiais, é uma tarefa complexa. Buracos negros primordiais podem estar espalhados pelo universo, incluindo dentro do nosso sistema solar, mas sua natureza elusiva os torna difíceis de estudar.

Um aspecto intrigante desta pesquisa é o impacto potencial de um buraco negro primordial na evolução de uma estrela. Um buraco negro consumindo uma estrela por dentro faria o núcleo da estrela agitar e emitir energia adicional. Esse processo poderia levar a estrela a inchar como uma gigante vermelha, mas sem o aumento correspondente de temperatura tipicamente visto nessas estrelas à medida que elas esgotam seu combustível de hidrogênio. Essas estrelas alteradas, apelidadas de “gigantes vermelhas desgarradas” por astrônomos, foram observadas, com cerca de 500 identificadas até agora.

Gigantes vermelhas desgarradas apresentam um caminho incomum de evolução estelar que se desvia dos modelos estabelecidos. Bellinger e sua equipe sugerem que essas estrelas poderiam ser “estrelas de Hawking”, nomeadas em homenagem ao físico Stephen Hawking, que propôs pela primeira vez a ideia de estrelas alimentadas por pequenos buracos negros em seus núcleos em um artigo de 1971. Ao estudar as pulsações e vibrações das gigantes vermelhas desgarradas, astrônomos podem ser capazes de determinar se um buraco negro primordial está ativamente consumindo a estrela por dentro.

A pesquisa de Bellinger visa avançar o entendimento de como os buracos negros podem consumir estrelas por dentro e usar isso para observar as pulsações de potenciais candidatos a estrelas de Hawking. Se bem-sucedido, isso poderia fornecer evidências da existência de buracos negros primordiais e oferecer insights sobre o universo primordial e a formação de buracos negros.

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