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Investigação
Investigação do Grupo de Gravitação do Departamento de Física e do CIDMA na capa da revista Physical Review Letters
Sombras de buracos negros estudados na UA são desvendadas ao mundo
Os investigadores Eugen Radu, Pedro Cunha e Carlos Herdeiro. Helgi Rúnarsson está ausente da foto
Dão pelo nome de sombras de buracos negros e, em português corrente, correspondem à mancha escura que, numa imaginária fotografia tirada a um buraco negro, contrasta com a luz envolvente emitida por estrelas e outros corpos celestes. Especialista no estudo destes buracos, o Grupo de Gravitação (Gr@v) do Departamento de Física da Universidade de Aveiro (UA), que pela primeira vez revelou à Ciência parte dos segredos das sombras de alguns buracos negros, acaba de ver consagrado o trabalho na última edição da Physical Review Letters: a capa de uma das mais importantes revistas de Física do mundo é dedicada às sombras escrutinadas pela UA.

Comecemos pelo início. A teoria da Relatividade Geral, que celebrou recentemente 100 anos, prevê que a luz também é afetada pela gravidade, ou seja, que os fotões, apesar de não terem massa, têm um certo ‘peso’.

Carlos Herdeiro, coordenador do estudo que envolveu também os investigadores Eugen Radu, Pedro Cunha e Helgi Rúnarsson, explica que “quando [a luz] passa perto de um objeto compacto, onde há uma grande massa num pequeno volume, a luz é desviada de uma maneira mensurável, como foi verificado observacionalmente pela primeira vez durante um eclipse solar em 1919, por Sir Arthur Eddington, observação que validou a teoria de Albert Einstein”. Nesse sentido, aponta o investigador do Gr@v e do Centro de Investigação e Desenvolvimento em Matemática e Aplicações da UA, "a gravidade origina um efeito semelhante às lentes óticas”, transformando a matéria/energia numa ‘lente gravitacional’.

Na vizinhança de um objeto ultra-compacto (OUC), como um buraco negro ou um certo tipo de hipotéticas estrelas de matéria escura, denominadas estrelas de bosões, “a luz não só é desviada como pode orbitar múltiplas vezes em torno do objeto”. Assim, aponta o investigador, “um observador que olhe para o OUC irá vislumbrar uma curiosa distorção da esfera celeste e ver múltiplas imagens dessa mesma esfera, na vizinhança do OUC”.

Num recente trabalho do Gr@v foram produzidas imagens detalhadas do efeito de lente gravitacional produzido por um OUC. E é uma dessas imagens, relativa a uma estrela de bosões, a eleita pelos editores da Physical Review Letters, para surgir na capa do fascículo de 20 de novembro de 2015 a revista, uma das mais prestigiadas publicações a nível internacional na área da Física.    

Contudo, explica Carlos Herdeiro, “a figura escolhida pelos editores não representa uma sombra de um buraco negro, mas sim o efeito de lente gravitacional de um objeto compacto, chamado ‘estrela de bosões’, que foi um dos aspetos também analisado pelos cientistas do Gr@v.

“Estas estrelas são aglomerados gravitacionais de um tipo de matéria escura (partículas bosónicas escalares) e podem ‘encurvar’ fortemente a luz devido à sua gravidade, originando distorções do aspeto da esfera celestial semelhantes às causadas por um buraco negro. Mas, aponta, “ao contrário de um buraco negro, estas estrelas não encurralam a luz e portanto não têm uma ‘sombra’ nem um horizonte de acontecimentos, que é a fronteira do buraco negro”. 

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