Quais são os objetos mais pesados ​​do Universo?

O universo é um lugar grande — muito grande — e é cheio de alguns objetos maravilhosamente pesados. Os mais pesados ​​de todos são buracos negros e estrelas de nêutrons. Na verdade, eles pesam tanto que é quase impossível entender números tão fora da escala. Aqui está uma olhada mais de perto nesses poderosos mistérios.

Buracos negros

Quando a matéria é compactada num espaço infinitamente denso, a atração gravitacional pode ser tão poderosa que nada escapa, inclusive a luz. Isso é um buraco negro. Os cientistas não conseguem vê-los, mas podem observar o seu impacto gigantesco em objetos e matéria próximos. A conclusão deles? Os buracos negros são uma das coisas mais pesadas do universo.

Existem muitos tipos de buracos negros. Os mais comuns são os buracos negros de massa estelar, que possuem uma massa três a 20 vezes maior que a do nosso Sol. Isso é grande, mas os verdadeiros pesos pesados ​​são os seus homólogos supermassivos . Esses gigantes podem ter bilhões de vezes mais massivos que o nosso sol.

Para fins de perspectiva, o Sol pesa cerca de 333.000 vezes mais que a Terra (que pesa cerca de 13 bilhões de trilhões de toneladas). Olhando de outra forma, cerca de 1,3 milhão de Terras caberiam dentro do Sol.

Os cientistas não entendem completamente como os buracos negros supermassivos se formam, mas acreditam que eles habitam o centro de cada galáxia, incluindo a nossa Via Láctea. Aqui estão alguns dos supermassivos mais massivos atualmente conhecidos.

1. Buraco negro na galáxia NGC 4889. Este gigante intergaláctico sem nome é o atual campeão dos pesos pesados. Localizada na constelação de Coma Berenices, a cerca de 300 milhões de anos-luz da Terra, tem uma massa 21 mil milhões de vezes maior que a do nosso Sol . Em comparação, o buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, a Via Láctea – Sagitário A* – é apenas 3 a 4 milhões de vezes mais massivo que o Sol.

2. Buraco negro no quasar OJ 287. Este colosso supermassivo se esconde a cerca de 3,5 bilhões de anos-luz de distância e pesa 18 bilhões de sóis . É parte de um quasar, um objeto altamente luminoso, semelhante a uma estrela, que consiste em um buraco negro supermassivo cercado por um disco de acreção de matéria e gás em espiral. À medida que esse material é sugado para dentro do buraco negro, ele se aquece, resultando em jatos brilhantes de radiação.

O que torna o OJ 287 tão interessante são as suas explosões de luz incomuns, que ocorrem aproximadamente a cada 12 anos. O mais recente ocorreu em dezembro de 2015. Os investigadores acreditam agora que o buraco negro supermassivo do quasar faz parte de um sistema binário com um segundo buraco negro supermassivo mais pequeno a orbitá-lo. A cada 12 anos, o parceiro mais diminuto (que se estima ter uma massa igual a 100 milhões de sóis) aproxima-se o suficiente para atravessar o disco de acreção do buraco negro maior e desencadear o clarão de luz.

3. Buraco negro na galáxia NGC 1277. A cerca de 250 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Perseu, habita outro monstro celeste estimado em 17 bilhões de vezes mais massivo que o nosso sol . Estranhamente, esse buraco negro supermassivo é responsável por cerca de 14 por cento da massa de sua galáxia – uma proporção muito maior do que a vista em galáxias mais típicas. Os pesquisadores acreditam que a NGC 1277 pode representar um novo tipo de sistema buraco negro-galáxia.

Sem dúvida, buracos negros supermassivos ainda maiores serão eventualmente descobertos. Uma área propícia para exploração está dentro dos maiores e mais radiantes aglomerados de galáxias do universo. Cientistas já descobriram vários nessas áreas com massas iguais a 10 bilhões de sóis .

Estrelas de nêutrons

Estrelas que são significativamente mais massivas que o nosso sol (de tamanho médio) terminam suas vidas em uma explosão de supernova. Dependendo do tamanho delas, uma de duas coisas acontece. A maior dessas estrelas implode por sua própria força gravitacional tremenda e se torna buracos negros de massa estelar. Estrelas menores que não são massivas o suficiente para colapsar em buracos negros acabam se comprimindo em estrelas de nêutrons ridiculamente densas .

Esses remanescentes de supernova ultracompactos medem apenas 6 a 12 milhas de diâmetro (aproximadamente o tamanho de uma cidade pequena), mas têm a massa de 1,5 sóis. Isso os torna um dos objetos mais pesados ​​do universo. Como Andrew Melatos , professor da Escola de Física da Universidade de Melbourne, observa: “Uma colher de chá de estrela de nêutrons pesaria cerca de um bilhão de toneladas.” Isso é equivalente ao peso de 3.000 Empire State Buildings.

Aqui estão os mais pesados ​​dos pesados:

1. PSR J1614-2230. Localizada a 3.000 anos-luz de distância, esta estrela de nêutrons de tamanho gigante tem uma massa de dois sóis compactados em um espaço do tamanho do centro da cidade de Londres. PSR J1614-2230 é um pulsar, uma estrela de nêutrons de rotação rápida que emite feixes de radiação eletromagnética que varrem o céu como um farol. Esta gira cerca de 317 vezes por segundo. Acredita-se que muitas estrelas de nêutrons começam como pulsares, mas eventualmente desaceleram e param de emitir ondas de rádio. PSR J164-2230 tem uma companheira orbital, uma estrela anã branca formada após o colapso de uma estrela de baixa massa com menos de 10 vezes a massa do nosso sol.

2. PSRJ0348+0432. Com apenas 20 quilómetros de diâmetro, esta estrela de neutrões semelhante é também um pulsar com a massa de dois sóis e tem uma companheira anã branca em órbita.

Os cientistas recentemente focaram seus olhos em uma colisão de duas estrelas de nêutrons localizadas a 130 milhões de anos-luz de distância, na galáxia NGC 4993. A colisão, apelidada de quilonova, foi observada em agosto de 2017 e pode ter resultado em uma estrela de nêutrons hipermassiva. (talvez o maior já observado) ou um buraco negro.