Como se forma um buraco negro?

Um buraco negro se forma quando uma quantidade muito grande de matéria é comprimida em uma região extremamente pequena, fazendo com que a gravidade se torne tão intensa que nada consiga escapar daquela região, nem mesmo a luz.

O mecanismo principal: a morte de uma estrela massiva

A formação de muitos buracos negros começa com uma estrela muito mais massiva que o Sol. Durante sua vida, a estrela produz energia por meio da fusão nuclear em seu núcleo. Essa energia gera uma pressão que impede que a própria gravidade comprima a estrela.

Quando o combustível nuclear do núcleo se esgota, essa pressão diminui. A gravidade então passa a dominar e o núcleo começa a colapsar rapidamente.

Se o núcleo restante tiver massa suficiente, nem mesmo a pressão produzida pela matéria extremamente comprimida consegue interromper o colapso. O resultado é a formação de um buraco negro.

A parte externa da estrela pode ser expelida em uma supernova, enquanto o núcleo colapsado origina o buraco negro.

O que acontece durante o colapso?

À medida que o núcleo se contrai, sua massa fica concentrada em um espaço cada vez menor. Isso aumenta enormemente a curvatura do espaço-tempo ao seu redor.

Quando a região de colapso fica suficientemente compacta, forma-se o horizonte de eventos. A partir desse limite, qualquer trajetória possível para o futuro conduz para dentro do buraco negro.

O horizonte de eventos não é uma superfície sólida. É uma fronteira gravitacional: depois de atravessá-la, não existe caminho de volta para um observador distante.

Toda estrela massiva vira um buraco negro?

Não.

O destino do núcleo depende principalmente de sua massa após o colapso. Alguns núcleos conseguem permanecer estáveis como estrelas de nêutrons. Outros são suficientemente massivos para continuar colapsando e formar buracos negros.

Além disso, buracos negros também podem crescer posteriormente ao absorver matéria e ao se fundir com outros buracos negros.

E os buracos negros supermassivos?

Os buracos negros supermassivos, encontrados no centro de grandes galáxias, possuem milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol. Sua origem ainda é uma questão de pesquisa.

Uma possibilidade é que tenham começado como sementes muito menores, formadas pelo colapso de estrelas ou de enormes nuvens de gás no Universo primitivo, crescendo posteriormente pela acumulação de matéria e fusões.

Portanto, o mecanismo de formação dos buracos negros estelares é relativamente bem compreendido, enquanto a origem das primeiras sementes dos buracos negros supermassivos ainda não está completamente determinada.

Resumo

Um buraco negro pode surgir quando o núcleo de uma estrela muito massiva entra em colapso gravitacional e sua matéria fica concentrada em uma região extremamente compacta. Se nenhuma força conhecida conseguir interromper esse colapso, forma-se um horizonte de eventos e nasce um buraco negro. Buracos negros maiores podem crescer posteriormente acumulando matéria e se fundindo com outros.