Quanto tempo demora para um buraco negro engolir uma estrela?
Provavelmente a melhor resposta a esta questão será: depende.
a) depende da dimensão do buraco negro - podemos ter buracos negros com massas de algumas vezes a massa do Sol (raios de alguns km apenas) até aos supermassivos com milhões de massas solares como os que se encontram no centro de muitas galáxias (raios da ordem dos 10 milhões de km e acima).
b) depende da dimensão da estrela - podemos ter estrelas do tamanho do Sol, muito mais pequenas como as anãs vermelhas ou muito maiores como as gigantes vermelhas.
c) depende da forma como os dois objectos se aproximam um do outro
São muito comuns os casos em que temos um sistema binário composto por um buraco negro e uma estrela que orbitam um em torno do outro. Se estiverem relativamente próximos as camadas exteriores da estrela acabam sendo arrancadas pela gravidade do buraco negro e forma-se um disco de agregação de matéria à volta deste cujo material se vai precipitando muito lentamente para o buraco negro (de notar que este processo ocorre também em sistemas binários sem buracos negros...). O mais provável aqui é que a estrela evolua também para outro tipo de objeto compacto: anã branca, estrela de neutrões ou buraco negro. Ao fim de milhares de milhões de anos podemos mesmo vir a ter um sistema composto por dois buracos negros...
No caso de uma estrela passar muito próximo de um buraco negro supermassivo então as chamadas forças de maré podem deformar a estrela dando a esta uma aspeto alongado, com parte das camadas mais exteriores da estrela a se precipitarem para o buraco negro. Aqui também poderá ser um processo relativamente lento até a estrela ser completamente consumida. Tudo dependerá do ângulo e velocidade de aproximação e da distância entre estrela e buraco negro. Podemos estar a falar em anos ou milhares de anos.
Se tivermos uma colisão frontal entre uma estrela e um buraco negro (evento pouco provável):
> se o buraco negro for muito maior do que a estrela então esta será despedaçada (dissolvida na falta de palavra melhor) e rapidamente consumida pelo buraco negro.
> noutro extremo, se a estrela for muito maior o buraco negro será engolido pela estrela podendo ficar alojado no seu centro. A partir daqui poderá ir consumindo muito lentamente a estrela a partir do seu interior.
Entre estes dois caso extremos podemos imaginar todo o tipo de situações intermédias.
How long does it take for a black hole to swallow a star?
The best answer to this question is: it depends. On multiple factors:
a) The size of the black hole - we can have black holes with masses of a few times the mass of the Sun (radius of only a few km) to supermassive ones with millions of solar masses like those found in the center of many galaxies (radius of the order of 10 million km);
b) The size of the star - we can have stars the size of the Sun, much smaller like red dwarfs or much bigger like red giants;
c) How the two objects approach each other.
Cases in which we have a binary system composed of a black hole and a star orbiting each other are very common. If they are relatively close, the outer layers of the star end up being torn off by the gravity of the black hole and a disk of matter aggregation forms around it, whose material is precipitated very slowly towards the black hole. Note that this process also occurs in binary systems without black holes. The most likely here is that the star also evolves into another type of compact object: white dwarf, neutron star or black hole. After billions of years, we may even have a system composed of two black holes...
If a star passes very close to a supermassive black hole, then so-called tidal forces can deform the star, giving it an elongated appearance, with part of the outer layers of the star falling towards the black hole. Here, it could be a relatively slow process until the star is completely consumed. Everything will depend on the angle and speed of approach and the distance between star and black hole. We could be talking about years or thousands of years.
If we have a head-on collision between a star and a black hole (unlikely event), then:
> If the black hole is much bigger than the star then the star will be torn apart ("dissolved", for lack of a better word) and quickly consumed by the black hole;
> At the other extreme, if the star is much bigger, the black hole will be swallowed by the star and may be lodged in its center. From there, it will be able to consume the star very slowly from its interior.
Between these two extreme cases we can imagine all sorts of intermediate situations.