De onde vêm os buracos negros

Uma estrela vive em equilíbrio: a energia das reações em seu núcleo empurra para fora, enquanto sua própria gravidade puxa para dentro. Enquanto há combustível, o equilíbrio se mantém. Quando as reações param, a pressão para fora desaparece.

O que resta no fim depende da massa. Nas estrelas mais leves, é uma esfera densa e em resfriamento. Nas mais pesadas, é um objeto feito de matéria de densidade inimaginável. Só nas mais massivas o colapso não é interrompido por nada.

A fronteira entre o segundo e o terceiro desfecho é estreita e conhecida apenas de forma aproximada. Por isso, objetos próximos a ela são interessantes: ajudam a determinar exatamente onde a matéria deixa de resistir à própria gravidade.

A camada expelida aparece como um clarão tão brilhante quanto uma galáxia inteira. É principalmente por esses clarões que descobrimos que algum colapso aconteceu em algum lugar - o objeto que restou não emite luz.

A diferença é enorme, e é difícil explicá-la apenas pelo acúmulo. A matéria só pode ser absorvida até certo ponto: a radiação do gás que cai empurra o gás que vem em seguida, e a velocidade de crescimento atinge um teto.

As observações do universo primordial tornaram o problema ainda mais difícil. Elas revelam objetos gigantes que já existiam nas primeiras centenas de milhões de anos. Claramente, não houve tempo suficiente para um crescimento gradual a partir do tamanho estelar.

Isso levou a várias hipóteses sobre suas sementes: o colapso direto de enormes nuvens de gás, sem uma etapa estelar; a fusão de muitos objetos em aglomerados densos; e as primeiras estrelas, excepcionalmente massivas. Nenhuma foi aceita como definitiva até agora.

As observações de fusões ajudam. Explosões registradas por detectores de ondas gravitacionais revelaram objetos de massa intermediária, exatamente os tamanhos que antes quase não eram encontrados.

Há também um terceiro caminho, confirmado recentemente: a fusão. Dois buracos negros que orbitam um ao outro acabam se fundindo em um só, e o evento é detectado pelas ondas gravitacionais, não pela luz.