Os objetos mais densos do universo que podem existir sem se transformar em buracos negros completos são essas estrelas hipotéticas.
Os cientistas estão tentando resolver o mistério de um objeto enigmático no espaço. Tem uma aparência de buraco negro. Comporta-se como um abismo. Pode até ter um odor de buraco negro. Ele tem, no entanto, uma distinção significativa: falta um horizonte de eventos, o que significa que, com esforço suficiente, você pode escapar de sua atração gravitacional.
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O objeto mais denso que pode existir no cosmos sem se transformar em um buraco negro é chamado de estrelas de Buchdahl.
No entanto, ninguém jamais relatou ter visto um, levantando dúvidas sobre a realidade dos objetos enigmáticos. Agora, um físico pode ter descoberto uma nova característica das estrelas de Buchdahl que poderia fornecer algumas dicas sobre o assunto em questão.
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Jornadas de buraco negro
Os astrônomos geralmente concordam que existem buracos negros. Para onde quer que olhemos, ondas gravitacionais são liberadas como resultado de sua colisão, e as sombras marcantes que projetam nos materiais circundantes são mais uma prova de sua existência. Os buracos negros são os subprodutos do colapso gravitacional catastrófico de estrelas enormes, de acordo com os astrônomos, que também entendem como eles se desenvolvem. O peso das grandes estrelas moribundas não pode ser suportado por nenhuma força natural, portanto elas continuam a se esmagar até o infinito.
Mas o quão compacto um item pode ficar sem se transformar em um buraco negro agora é um mistério para os cientistas. Estamos cientes das anãs brancas, que podem acumular a massa de um sol em uma área do tamanho da Terra, e das estrelas de nêutrons, que podem espremer muito mais material em uma área menor do que uma cidade. No entanto, não temos certeza se algo menor pode existir sem sofrer o mesmo destino de um buraco negro.
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Estrelas de Buchdahl
O físico germano-australiano Hans Adolf Buchdahl investigou o comportamento de uma “estrela” altamente idealizada, que foi modelada como uma bolha de material completamente esférica, em 1959. A densidade da bolha aumentou à medida que encolheu de tamanho, aumentando a força de sua própria atração gravitacional . Buchdahl estabeleceu um limite inferior inquestionável para o tamanho da bolha usando os métodos da teoria geral da relatividade de Einstein.
Esse raio específico é equivalente a 9/4 vezes a massa da bolha vezes a constante gravitacional de Newton vezes o quadrado da velocidade da luz.
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O limite de Buchdahl é crucial porque estabelece o objeto mais denso que ainda pode existir sem se transformar em um buraco negro. De acordo com a teoria da relatividade, a bolha de material abaixo disso deve sempre se transformar em um buraco negro.
Vivendo no limite
A busca por objetos incomuns que estão no limite desse limite, conhecidos como estrelas de Buchdahl, tornou-se um hobby favorito de teóricos e observadores. Agora, Naresh Dadhich, físico de Pune, o Centro Interuniversitário de Astronomia e Astrofísica da Índia, pode ter descoberto uma característica surpreendente das estrelas de Buchdahl. Em um trabalho totalmente novo publicado em 11 de dezembro no servidor de pré-impressão arXiv.org, Dadich descreve essa propriedade.
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Dadich examinou o que aconteceria com a energia de uma estrela hipotética quando ela começasse a cair em uma estrela de Buchdahl porque suas qualidades observáveis seriam quase idênticas. Dadich chamou as estrelas de Buchdahl de “imitadoras de buracos negros”.
“À medida que a estrela colapsa, ela capta energia potencial gravitacional, que é negativa porque a gravidade é atrativa”, explicou Dadhich.
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Como todas as partículas são obrigadas a colidir umas com as outras em um volume menor, o interior da estrela ganha energia cinética ao mesmo tempo.
Dadich descobriu uma relação inesperada, mas familiar: a energia cinética total era igual à metade da energia potencial no momento em que a estrela atingia o limite de Buchdahl.
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O teorema do virial, que se aplica a muitas instâncias da astronomia em que a força da gravidade está em equilíbrio com outras forças, descreve essa relação. Assim, uma estrela de Buchdahl é um objeto estável com características bem conhecidas e compreendidas que teoricamente podem existir.
Esta descoberta levanta a possibilidade de que as estrelas de Buchdahl teorizadas realmente existam e possam fornecer novas informações sobre o funcionamento interno dos buracos negros.
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“Sempre houve tentativas de definir objetos o mais próximo possível dos buracos negros”, disse Dadhich em um e-mail para a Live Science. “O horizonte de eventos de um buraco negro bloqueia nossa visão do que está dentro dele. Mas podemos interagir com uma estrela de Buchdahl e estudar do que ela é feita, o que pode nos dar pistas sobre como são os interiores dos buracos negros.”
Outra questão é realmente localizar uma estrela de Buchdahl. Nenhuma configuração conhecida de materiais pode produzir uma estrela Buchdahl até o momento. No entanto, a pesquisa de Dadhich sugere uma maneira de proceder para compreender como eles podem operar. Para descobrir quais outras características esses estranhos objetos podem ter e o que eles podem revelar sobre os buracos negros, mais investigações serão necessárias.
