A estrela anã e o buraco negro #HojeÉDiadeCiência

sexta-feira, 14 dezembro 2018
O nosso Sol é uma estrela anã.

O astrônomo José Roberto Costa fala de diferentes tipos de estrelas e como surgem os buracos negros no espaço

O Sol é uma estrela anã. O apelido pode ofender algumas pessoas. Afinal o Sol é a estrela-mãe do Sistema Solar, que nos ilumina e permite a vida. Mas ser pequeno tem alguma vantagem no universo, pois as estrelas de grande massa duram bem menos tempo.

É que a luz que brilha muito se consome rápido. Uma estrela como Pistola, por exemplo, escondida atrás de uma densa nebulosa na constelação de Sagitário, tem 150 vezes mais massa e brilha tanto quanto cinco milhões de sóis iguais ao nosso.

Mas Pistola nasceu há pouco mais de dois milhões de anos, quando os primeiros hominídeos já caminhavam pela Terra. Naquela época, nosso velho e bom Sol já irradiava há quase cinco bilhões de anos. Pistola não deve durar mais que uns dez milhões de anos. Só os dinossauros passaram mais tempo na Terra que isso – e o Sol ainda vai brilhar por outros cinco bilhões de anos antes de se exaurir.

Supernovas e buracos negros

Estrelas de grande massa, porém, fazem de sua morte um momento memorável – e todas as estrelas da galáxia a reverenciam por isso. Elas explodem. Um estouro colossal chamado supernova. Por um instante ela supera o brilho de toda a galáxia.

Mas não termina aí. O que resta da explosão, um núcleo super comprimido que suportou toda a força da supernova, contraí-se até não poder mais e acaba criando um dos “bichos” mais curiosos do zoológico cósmico: o buraco negro.

No entanto, nossa estrela anã não terá essa honra. Sua massa não é suficiente para transformá-la numa supernova ou num buraco negro. – Que alívio, você pensaria. Se o Sol se transformasse num buraco negro a Terra e todos os outros planetas seriam sugados para o seu interior.

Nada disso! A força de gravidade de um objeto depende de duas coisas: a massa e a distância que você está dele. Isaac Newton demonstrou que enquanto você permanece na superfície de uma massa esférica, pode tratá-la como se fosse apenas um ponto.

Em outras palavras, não importa que você esteja sobre a Terra, a gravidade o puxa para dentro como se toda a massa do planeta estivesse concentrada num único ponto, bem no centro da Terra. Isso é válido enquanto você permanecer na superfície.

Assim, se pudéssemos colocar toda a massa da Terra dentro de uma bola de tênis, sentiríamos a mesma força gravitacional de sempre desde que ficássemos a um raio terrestre de distância da bola (cerca de 6.400 km).

O mesmo se aplica ao Sol, caso ele simplesmente se transformasse num buraco negro – de repente. A massa do buraco negro é a mesma do Sol. A distância até a Terra não se altera. A gravidade, portanto, vai ser igual à que o Sol impõe ao nosso planeta neste momento, fazendo a Terra mover-se em volta dele. Daria quase na mesma. Os planetas continuariam normalmente em suas órbitas, só que agora em torno de um buraco negro, só que não haveria luz como antes.

Cavando fundo

Tudo muda se você ficar mais perto. Imagine que você cavou um buraco de 100 quilômetros de profundidade na Terra. Agora a massa que ficou acima de você exerce uma força contrária àquela que ainda resta até o centro da Terra. Você se sentiria mais leve!

Você continua cavando, até chegar ao centro da Terra. Agora toda a massa do planeta está acima de você. Então não sentiria peso algum? Não exatamente. A crosta da Terra é menos densa que as porções abaixo dela. Então, no começo, você vai encontrar um aumento na força de gravidade à medida que se aproxima de regiões mais densas. Mas quando cavar mais fundo você vai mesmo se sentir leve.

E o que acontece se você se aproximar do nosso fictício buraco negro solar? No início a força de gravidade é a mesma que você experimentaria ao se aproximar do velho Sol. Até que você chega a 700.000 quilômetros do buraco negro. Isto é, a mesma distância que o raio do Sol, como se estivesse na superfície do antigo astro-rei.

Antes você se sentiria mais leve à medida que “cavasse” na direção do centro. Mas a “superfície” do buraco negro, que contém a massa do Sol, ainda continua toda embaixo de você. Então, a gravidade vai ficando cada vez mais forte. Mais forte. E mais forte.

Até que quando finalmente você chega ao buraco negro – um mero ponto concentrado de matéria no centro – a força gravitacional é tão grande que você seria esticado como um espaguete, partindo-se depois em pedacinhos microscópicos. Sinistro…

Mas não se preocupe. O Sol é uma estrela anã e nunca vai se transformar num buraco negro – nem você vai se ofender mais com o apelido de “estrela anã”. Vai?

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Leia o texto anterior: Heróis do espaço

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José Roberto Costa

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