Buracos negros fugitivos existem de verdade. Veja o que sabemos.

No ano passado, astrónomos ficaram intrigados com um asteroide “fugitivo” que atravessou o nosso Sistema Solar vindo de muito além. Ele deslocava-se a cerca de 68 quilómetros por segundo, pouco mais do dobro da velocidade com que a Terra orbita o Sol.

Agora imagine que, em vez de uma rocha espacial, fosse algo incomparavelmente mais extremo: um buraco negro a viajar a algo como 3.000 km/s. Provavelmente não o notaríamos à distância; o primeiro aviso poderia vir quando a sua gravidade começasse a perturbar as órbitas dos planetas mais externos.

À primeira vista, isso soa absurdo. Ainda assim, no último ano, várias peças do puzzle passaram a encaixar: já existem indícios sólidos de buracos negros supermassivos fugitivos a rasgar outras galáxias, e também sinais de que versões menores - muito mais difíceis de detetar - devem estar por aí.

Buracos negros fugitivos: a teoria por trás do “pontapé” gravitacional

A linha do tempo desta ideia começa nos anos 1960, quando o matemático neozelandês Roy Kerr encontrou uma solução das equações da relatividade geral de Einstein que descreve buracos negros em rotação. Essa solução abriu caminho para duas conclusões centrais.

A primeira é o chamado teorema da ausência de “cabelo”, segundo o qual um buraco negro pode ser completamente caracterizado por apenas três propriedades: massa, rotação (spin) e carga elétrica.

A segunda conclusão pede que lembremos a relação E = mc², isto é, energia tem massa. No caso de um buraco negro, a solução de Kerr indica que até 29% da sua massa pode estar na forma de energia rotacional.

Há cerca de 50 anos, o físico inglês Roger Penrose mostrou que essa energia de rotação pode, em princípio, ser extraída. Em termos práticos, um buraco negro que gira é como uma “bateria” capaz de libertar uma quantidade colossal de energia associada ao seu spin.

Um buraco negro pode conter cerca de 100 vezes mais energia extraível do que uma estrela com a mesma massa. Quando dois buracos negros se fundem num só, uma fração considerável dessa energia pode ser libertada em apenas alguns segundos.

Entender com rigor o que acontece numa colisão desse tipo - especialmente quando ambos os buracos negros giram - exigiu duas décadas de cálculos intensivos em supercomputadores, porque o processo gera ondas gravitacionais.

E aqui está o mecanismo que permite a fuga: dependendo de como os spins estão orientados, a energia das ondas gravitacionais pode ser emitida muito mais numa direção do que noutras. Pela conservação do momento, o buraco negro resultante recebe um recuo, como se fosse impulsionado por um foguetão, disparando na direção oposta.

Se as rotações dos dois buracos negros estiverem alinhadas da forma “certa”, o buraco negro final pode ser acelerado para velocidades de milhares de quilómetros por segundo.

O que as observações reais ensinam sobre buracos negros fugitivos

Durante muito tempo, tudo isso ficou no campo da teoria - até que os observatórios de ondas gravitacionais LIGO e Virgo começaram, em 2015, a registar os “uivos” e “chilreios” característicos produzidos por pares de buracos negros em colisão.

Entre as descobertas mais empolgantes está o fenómeno conhecido como “toque final” (o amortecimento após a fusão): o buraco negro recém-formado vibra como um diapasão e essa vibração revela informações sobre o seu spin. Quanto mais rápido ele gira, mais tempo demora a “silenciar”.

À medida que as medições de fusões ficaram mais precisas, tornou-se claro que alguns pares de buracos negros tinham eixos de rotação orientados ao acaso, e que muitos carregavam quantidades muito grandes de energia de rotação.

Isso reforçou a plausibilidade de buracos negros fugitivos. Se estiverem a deslocar-se a cerca de 1% da velocidade da luz, os seus trajetos não se pareceriam com as órbitas curvas típicas das estrelas dentro das galáxias: seriam percursos quase retilíneos pelo espaço.

Um detalhe adicional ajuda a enquadrar o cenário: esses “pontapés” podem ser suficientemente fortes para expulsar o buraco negro para fora da galáxia hospedeira - sobretudo em galáxias menores, onde a velocidade de escape é mais baixa. Nesses casos, o objeto pode vaguear pelo espaço intergaláctico por tempos imensos.

Buracos negros fugitivos (supermassivos) encontrados “na natureza”

Chegamos, então, ao passo final: a deteção de candidatos reais a buracos negros fugitivos.

Encontrar buracos negros fugitivos pequenos é extremamente difícil, porque eles podem atravessar regiões com pouca matéria e quase não deixar rasto. Já um buraco negro fugitivo com um milhão ou mil milhões de massas solares tende a provocar perturbações dramáticas no gás e nas estrelas à sua volta enquanto cruza uma galáxia.

Modelos preveem que eles deixem “rastros” de estrelas no seu caminho, formadas a partir de gás interestelar - de modo análogo às trilhas no céu deixadas por um avião a jato, só que aqui o “rasto” nasce porque o gás e a poeira, comprimidos e atraídos pela passagem do buraco negro, colapsam e dão origem a novas estrelas. Esse processo pode prolongar-se por dezenas de milhões de anos enquanto o buraco negro atravessa uma galáxia.

Em 2025, vários estudos apresentaram imagens de faixas surpreendentemente retas de estrelas no interior de galáxias. Essas estruturas são vistas como evidência convincente de buracos negros fugitivos.

Um dos trabalhos, liderado pelo astrónomo de Yale Pieter van Dokkum, descreve uma galáxia muito distante observada pelo telescópio James Webb, exibindo um rasto brilhante com cerca de 200.000 anos-luz. O rasto mostra efeitos de pressão compatíveis com a compressão gravitacional do gás causada pela passagem de um buraco negro. A interpretação proposta aponta para um buraco negro com massa 10 milhões de vezes a do Sol, a viajar a quase 1.000 km/s.

Outro estudo descreve um rasto longo e reto a cortar a galáxia NGC 3627. Nesse caso, a explicação provável envolve um buraco negro com cerca de 2 milhões de massas solares, deslocando-se a 300 km/s. O rasto associado tem aproximadamente 25.000 anos-luz.

Se esses fugitivos extremamente massivos existem, é natural esperar que também existam “primos” menores. As observações de ondas gravitacionais sugerem que, em parte das fusões, os spins se combinam de forma a produzir recuos poderosos - e as velocidades alcançadas são, com folga, suficientes para que alguns objetos consigam viajar entre galáxias.

Um ponto que vale acrescentar é que, para objetos assim, a melhor “assinatura” pode não ser luz emitida diretamente, mas sim o impacto no ambiente: gás comprimido, formação estelar alinhada e dinâmica anómala de estrelas ao longo de trajetos quase retilíneos. Instrumentos futuros e observações de longa duração podem ajudar a separar esses sinais de outras causas, como interações gravitacionais entre galáxias.

Poderia um buraco negro fugitivo entrar no Sistema Solar?

Com isso, os buracos negros fugitivos - atravessando galáxias e até cruzando o espaço entre elas - tornam-se mais um ingrediente do nosso Universo notável. Em termos estritamente físicos, não é impossível que um apareça no Sistema Solar, com consequências potencialmente catastróficas.

Ainda assim, não há motivo para perder o sono: as probabilidades são ínfimas. O valor desta história está menos no medo e mais no espanto - é mais uma forma de o Universo se revelar um pouco mais rico e mais surpreendente do que imaginávamos.

David Blair, Professor Emérito, Centro de Excelência ARC para Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav), Universidade da Austrália Ocidental.

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