Buracos Negros Supermassivos: Mais Largos que a Órbita de Urano

Buracos Negros Supermassivos: Mais Largos que a Órbita de Urano

Inche um buraco negro o suficiente e ele deixa de parecer extremo. Pegue um que pesa cerca de um bilhão de sóis: estique sua borda e ele abrange aproximadamente a mesma distância que Urano orbita o Sol, quase 19 unidades astronômicas de largura. Nada sobre cruzar essa borda pareceria violento – você navegaria através dela muito antes que a gravidade o despedaçasse.

Essa suavidade é uma das verdades mais estranhas sobre buracos negros supermassivos, a classe de buraco negro que fica no centro de praticamente toda grande galáxia, incluindo a nossa. Eles não são versões ampliadas dos buracos negros deixados pelas estrelas moribundas; são uma criatura completamente diferente, cuja história de origem ainda está sendo montada e cujos detentores de recordes estão sendo constantemente redefinidos.

O que conta como "Supermassivo"

Os astrônomos classificam um buraco negro como supermassivo uma vez que limpa cerca de 100 000 massas solares, e os maiores exemplos conhecidos chegam aos bilhões. Como categoria, buracos negros supermassivos abrangem tudo, de centenas de milhares a objetos bilhões de vezes mais pesados ​​que o Sol. A razão pela qual cair em um dos maiores membros dessa faixa parece tão calmo se resume à geometria: amplie a borda e o puxão sobre um corpo humano mal muda perto da borda, diferentemente do esticamento feroz que um buraco negro menor infligiria perto.

Ilustração do artista de um buraco negro puxando gás de uma estrela próxima
Uma representação artística de um buraco negro atraindo gás de uma estrela próxima. , , e D. Player (), domínio público, via Wikimedia Commons

Os recordistas

Uma dúzia de buracos negros nomeados domina a tabela de classificação. Os que ancoram TON 618, NGC 6166, ESO 444-46, além NGC 4889 são rotineiramente citados entre os mais pesados ​​já medidos. Além disso, um estudo de 2020 propôs a ideia de "buracos negros estupendamente grandes" – objetos hipotéticos com mais de 100 bilhões de massas solares – e apontou o buraco negro dentro da galáxia Phoenix A como candidato para esse nível. Ninguém confirmou um ainda, mas o fato de os teóricos precisarem de uma nova etiqueta diz algo sobre o quão longe a escala de massa continua se estendendo.

Como esses gigantes ganham peso

Dois processos fazem praticamente todo o trabalho pesado. O dominante é simples acreção: gás que espiralando para dentro e caindo no buraco negro, que é tanto a forma mais eficiente quanto a mais fácil de detectar como qualquer buraco negro ganha massa. O segundo é mais dramático. Quando duas galáxias colidem e se fundem, os buracos negros que cada uma carregava até o centro podem se estabelecer em um par orbital de longa duração antes de eventualmente se combinarem em um único, mais pesado. Nenhum dos dois processos é rápido em escalas de tempo humanas, mas ao longo de bilhões de anos, eles podem transformar uma semente modesta em um dos gigantes descritos acima.

Um sinal de rádio misterioso começou tudo

O caminho que levou aos buracos negros supermassivos não começou com um buraco negro, mas com uma fonte de rádio enigmática. Em 1963, o astrônomo Maarten Schmidt estava tentando entender o objeto catalogado como 3C 273, e no ano seguinte os físicos Edwin Salpeter e Yakov Zeldovich ofereceram uma explicação: a matéria espiralando sobre um objeto compacto enorme poderia explicar o comportamento estranho que essas fontes de rádio exibiam. Essa ideia – um motor alimentado por gás caindo em vez de fusão nuclear – provou descrever exatamente o que um buraco negro supermassivo faz.

Capturando um no centro de outra galáxia

Por mais de uma década, a ideia permaneceu como evidência indireta e inferência informada. Isso mudou em 1978, quando os astrônomos detectaram a assinatura dinâmica característica de um objeto escuro massivo no coração da galáxia Messier 87, com uma estimativa de massa inicial de cerca de 5 bilhões de sóis. Décadas depois, o mesmo objeto se tornou o primeiro buraco negro jamais fotografado: o Event Horizon Telescope Collaboration divulgou sua famosa imagem do anel brilhante ao redor do buraco negro de Messier 87 em 10 de abril de 2019, transformando uma inferência matemática em uma imagem.

A imagem do Event Horizon Telescope do buraco negro no centro de Messier 87
A imagem do Event Horizon Telescope de 2019 do buraco negro supermassivo no coração de Messier 87. Foto: Event Horizon Telescope, Wikimedia Commons, CC BY 4.0

Aquele no centro da nossa própria galáxia

A Via Láctea mantém seu próprio buraco negro supermassivo, conhecido como Sagittarius A, e foi medido com precisão incomum: a melhor estimativa atual coloca sua massa em 4,297 milhões de sóis. O trabalho que confirmava sua natureza rendeu a Andrea Ghez e Reinhard Genzel uma parcela do Prêmio Nobel de Física de 2020, concedido pela descoberta do objeto compacto supermassivo no centro de nossa galáxia. Em maio de 2022, o time do Event Horizon Telescope acompanhou sua imagem de Messier 87 com uma imagem de Sagittarius A em si, capturando o brilho do gás quente espirando ao redor de seu horizonte de eventos. Localizado a cerca de 26 000 anos-luz de distância, esse horizonte de eventos se estende por cerca de 51,8 milhões de quilômetros – aproximadamente um terço da distância do Sol à Terra, ampliado para distância galáctica.

A imagem do Event Horizon Telescope de Sagittarius A*

A imagem do Event Horizon Telescope de Sagittarius A, o próprio buraco negro supermassivo da Via Láctea. Foto: EHT Collaboration, Wikimedia Commons, CC BY 4.0*

Quasares: Um buraco negro supermassivo pego se alimentando

Nem todo buraco negro supermassivo fica quieto. Quando um está ativamente puxando grandes quantidades de gás, o disco circundante pode ultrapassar o resto de sua galáxia hospedeira por uma grande margem – os exemplos mais extremos, chamados quasares, emitem milhares de vezes mais energia do que uma galáxia inteira do tamanho da Via Láctea. O quasar conhecido mais próximo não é particularmente distante como essas coisas vão – aproximadamente 600 milhões de anos-luz de nós – enquanto o recorde de distância atual para um núcleo galáctico ativo fica em redshift 10,1, colocando-o aproximadamente 31,6 bilhões de anos-luz de distância em distância comóvel. Entre esses dois extremos encontra-se a maioria do que os astrônomos sabem sobre como os buracos negros supermassivos se comportam quando estão crescendo ativamente em vez de ficar dormindo.

Conceito artístico de um quasar distante alimentado por um buraco negro supermassivo
Um conceito artístico de um quasar, alimentado por um buraco negro supermassivo se alimentando de gás caindo. IMAGEM: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI), domínio público, via Wikimedia Commons

O recorde de distância atual

A busca pelos buracos negros supermassivos mais antigos e mais distantes continua muito ativa. Um estudo publicado em agosto de 2025 apontou um objeto chamado CAPERS-LRD-z9 como o atual recordista de distância entre buracos negros supermassivos, localizado no redshift 9,288 – o que significa que sua luz saiu de casa quando o universo tinha apenas cerca de 3 por cento de sua idade atual. Encontrar um buraco negro supermassivo completamente formado tão cedo permanece um dos quebra-cabeças mais difíceis do campo, pois deixa relativamente pouco tempo cósmico para que um cresça de uma semente de massa estelar para algo tão grande.

Fontes