Pela 1ª vez, cientistas detectam buraco negro curvando o espaço-tempo

Pela primeira vez, pesquisadores detectaram um buraco negro girando e “puxando” o espaço-tempo a seu redor, fazendo tudo balançar como se fosse um redemoinho.

Inicialmente, o efeito foi descrito pelo renomado físico Albert Einstein em 1913 e, posteriormente, formulado matematicamente pelos físicos austríacos Josef Lense e Hans Thirring em 1918 – um fenômeno que ficou conhecido como precessão de Lense-Thirring ou arrasto de referenciais.

O espaço-tempo é definido por Einstein como a junção entre o primeiro e o segundo, formando um “tecido” onde os eventos do Universo acontecem. Objetos muito massivos, como buracos negros ou estrelas, curvam esse tecido, porém quando giram muito rápido a curvatura pode ser ainda maior.

A descoberta contou com a participação de mais de 40 autores e foi liderada pelos Observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências, em parceria com a Universidade de Cardiff, no Reino Unido. Os resultados foram publicados em 10 de dezembro na revista científica Science Advances.

Para entender melhor a precessão de Lense-Thirring, imagine um pião girando dentro da água: o movimento irá arrastar o que estiver ao redor, criando um redemoinho. É exatamente o que ocorre quando o buraco negro gira e afeta o espaço-tempo. A mobilidade fará com que discos de matéria e jatos de partículas próximos oscilem, como se estivessem “bambeando”.

O fenômeno na prática

Fora do papel, o efeito em questão foi detectado no AT2020afhd, um evento de ruptura de maré (TDE, na sigla em inglês) – fenômeno astronômico que acontece quando uma estrela se aproxima e é despedaçada pelas forças gravitacionais de um buraco negro. Assim que destruída, os restos estelares formaram um disco de matéria girando ao redor do buraco negro e parte desse material foi lançado em jatos em velocidades muito rápidas.

Ao analisar sinais de raio X e rádio ligados ao AT2020afhd, foi possível identificar o disco giratório e os jatos oscilando juntos, em um ciclo que durou 20 dias, formando uma espécie de sistema único impactado pelo espaço-tempo se movimentando. O efeito identificado é exatamente o teorizado pela precessão de Lense-Thirring.

Os dados investigados vieram do Observatório Neil Gehrels Swift (Swift), da Nasa, e do Very Large Array Karl G. Jansky (VLA), da National Radio Astronomy Observatory (NRAO). Também foram identificados a composição, estrutura e o comportamento do material através de espectroscopia eletromagnética, o que também auxiliou na detecção do fenômeno.

“Nosso estudo apresenta a evidência mais convincente até o momento da precessão de Lense-Thirring — um buraco negro arrastando o espaço-tempo consigo de maneira muito semelhante a como um pião girando arrasta a água ao seu redor em um redemoinho. Isto é um verdadeiro presente para os físicos, pois confirmamos previsões feitas há mais de um século”, exata o coautor do artigo, Cosimo Inserra, em comunicado.

Além de confirmar a teoria com mais de 100 anos, a descoberta auxiliará estudos futuros sobre a rotação de buracos negros.