Grupo de Astronomia da Universidade da Madeira

Porque é que existem os buracos negros e como é que estes se formam? Actualmente o nosso saber acerca do Universo assenta em duas teorias fundamentais: Mecância Quântica e Relatividade Geral. Num plano teórico os buracos negros surgem, naturalmente, como soluções inevitáveis no contexto da Relatividade Geral. Numa fase inicial tais soluções eram vistas apenas como meras curiosidades matemáticas. No entanto, com o decorrer dos anos, foram surgindo evidências observacionais que apontavam para a existência de tais objectos. Ao mesmo tempo começaram a desvendar-se os possíveis mecanismos que levariam à formação dos buracos negros. Actualmente conhecem-se três processos que podem levar à formação de um buraco negro:

colapso de uma estrela com uma massa inicial superior a cerca de 40 massas solares. Estas estrelas terminam as suas vidas numa grande explosão designada por supernova. Nesta explosão são expelidas para o espaço as camadas mais externas da estrela ficando para trás apenas um núcleo composto por ferro e níquel. Este, consoante a sua massa, pode originar uma estrela de neutrões ou um buraco negro. Os buracos negros assim formados dizem-se buracos negros estelares.

colapso da região central de uma galáxia. Se a matéria existente no núcleo da galáxia se aproximar o suficiente, por acção da sua própria gravidade, então pode colapsar sobre si mesma originando um buraco negro de grande massa (mais de um milhão de massas solares). Temos, assim, a formação de um buraco negro supermassivo.

nos instantes iniciais do universo podem ter existido as condições para a formação de buracos negros das mais diversas massas. As flutuações de densidade, que mais tarde deram origem à formação das galáxias, podem também ter originado a formação destes buracos negros primordiais. Note-se que no universo actual não se conhece qualquer processo capaz de levar à formação de um buraco negro com massa inferior a cerca de 1.5 massas solares (embora se especule tal possibilidade mas apenas num cenário em que o universo teria necessariamente mais dimensões espaciais para além das 3 usuais).

Ver também as questões O que é um buraco negro? e O que é que acontece à matéria absorvida por um buraco negro, perde-se para sempre ou é convertida noutro tipo de matéria desconhecido?. Why do black holes exist and how are they formed? Currently, our knowledge about the Universe is based on two fundamental theories: Quantum Mechanics and General Relativity. On a theoretical level, black holes appear naturally as inevitable solutions in the context of General Relativity. In an initial phase, such solutions were seen only as mere mathematical curiosities. However, over the years, observational evidence emerged that pointed to the existence of such objects. At the same time, the possible mechanisms that would lead to the formation of black holes began to be revealed. Currently, three processes are known that can lead to the formation of a black hole:

A collapse of a star with an initial mass greater than about 40 solar masses. These stars end their lives in a huge explosion called a supernova. In this explosion, the outermost layers of the star are expelled into space, leaving behind only a core composed of iron and nickel. This, depending on its mass, can originate a neutron star or a black hole. Black holes formed in this way are called stellar black holes.

A collapse of the central region of a galaxy. If the existing matter in the core of the galaxy gets close enough, due to its own gravity, then it can collapse in on itself, originating a massive black hole (more than a million solar masses). This way, we have the formation of a supermassive black hole.

In the early moments of the universe, the conditions for the formation of black holes of the most diverse masses may have existed. Density fluctuations, which later gave rise to the formation of galaxies, may also have led to the formation of these primordial black holes. It should be noted that, in the current universe, there is no known process capable of leading to the formation of a black hole with a mass less than about 1.5 solar masses (although such a possibility is speculated, but only in a scenario in which the universe would necessarily have more spatial dimensions to in addition to the usual 3).