Na possibilidade de você se encontrar dentro de um buraco negro, saiba que você vai morrer. Na possibilidade de você se encontrar nas proximidades de um buraco negro, saiba que você também vai morrer. Além do fato desses enormes monstros engolidores de luz serem impossíveis de alcançar dentro do período de tempo humano, não existem muitas maneiras de medir o plasma que os cerca sem morrer os destruindo um experimento de medição. Cientistas precisam se contentar em recriar algumas das características dos buracos negros em laboratório.

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Mas uma experiência no Novo México rendeu alguns resultados e possíveis teorias válidas. Pesquisadores usaram o experimentos Sandia Z no Sandia National Laboratories para criar plasma, gás e a carga elétrica semelhantes ao plasma em torno dos buracos negros, usando a fonte de radiação em laboratório mais poderosa da Terra. Mas teorias sobre o plasma que cerca núcleos galácticos ativos de buracos negros no centro de algumas galáxias não são iguais as propriedades do plasma observado em laboratório, e isso pode potencialmente alterar o que cientistas entendem sobre os arredores de buracos negros.

“Modelos comparativos”, como esse produzido no Sandia Z “podem nos ajudar a redefinir o que é interpretado de observações dos núcleos galácticos ativos”, escrevem os autores em um artigo publicado este mês na Physical Review Letters.

Pelo que os cientistas descobriram, estes núcleos galácticos ativos incrivelmente brilhantes são rodeados pelo plasma quente de objetos destruídos pela altíssima gravidade do buraco negro. Esse plasma passa por fotoionização, o que significa que partículas de luz dão aos átomos uma carga elétrica por meio de vários processos. Atualmente, telescópios medem o plasma ao gravar ondas de luz em espectros de raio-x. Cientistas usam estes dados para medir o brilho das fontes, o que ajuda a especular a massa e o giro do buraco negro, além também de ajudar a medir do que é feito o disco de acreção, o disco de plasma que orbita o buraco negro.

Os pesquisadores do Sandia Z recriaram esse plasma expondo silicone a pulsos de energia de raio-x extremamente altos; cada pulso tinha mais ou menos a mesma quantidade de energia presente em um aquecedor térmico rodando por cerca de 20 minutos. Os pesquisadores então medem o espectro emitido pelos plasmas, que é semelhante as mensurações que fazemos na aula de química no ensino médio, onde você tenta identificar um gás olhando as linhas espectrais de um balão.

Astrônomos notam há um tempo que algumas linhas espectrais parecem estar faltando dos buracos negros, e teorizam que algum elementos ainda estão ali, mesmo que eles não se mostrem. Lynn Matthews, cientista pesquisadora do Observatório Haystack do MIT que não estava envolvida na pesquisa, explicou ao Gizmodo por um email que estes novos dados laboratoriais sugerem “que essa explicação não funciona, e a presença de um determinado elemento deve ser revelada no espectro caso ele esteja lá”. E isso é importante. “Uma implicação é que as propriedades do disco de acreção (densidade, composição, dimensão, etc) talvez sejam diferentes do que astrônomos costumavam acreditar”.

E o que isso significa para futuras observações astronômicas e o entendimento de buracos negros pelos cientistas, “esse trabalho mostra que a suposição dada pelos nossos modelos atômicos pode ser falha”, diz Jack Steiner, pós-doutorando da MIT, também não envolvido no estudo, ao Gizmodo. E apesar disso trazer implicações importantes, ele também aponta algumas limitações – afinal, este não é de fato o plasma de um buraco negro e as especificações exatas de um buraco negro podem alterar o resultado.

Mas Steiner, Matthews e outros concordam com a importância destes resultados. Javier Garcia, do Caltech, diz ao Gizmodo que “é realmente extraordinário que em um laboratório da Terra o grupo Sandia Z esteja conectando e levando luz a processos plásmicos do Sol e de discos de acreção que cercam buracos negros”.

Imagem de topo: Randy Montoya/Sandia

[PRL]