Estrelas de Hawking: o que aconteceria se tivesse um buraco negro dentro do Sol?

Uma questão bastante comum é o que aconteceria se trocássemos o Sol por um buraco negro? Inclusive foi uma questão do Enem 2022 que perguntava quais seriam as consequências de trocar o Sol por um buraco negro. Mas uma pergunta que dificilmente é feita é: e se tivesse um buraco negro dentro do Sol?

Buracos negros são conhecidos como objetos de destruição que engolem tudo ao seu redor. A ideia de ter um buraco negro dentro de uma estrela nem passa pela cabeça, já que a percepção é que a estrela seria engolida em poucos segundos. Porém, alguns tipos de buracos negros seriam capazes de habitar interior de estrelas sem causar danos.

Um grupo composto por físicos e astrônomos estudaram a ideia de estrelas de Hawking, após trabalhos do físico Stephen Hawking que investigava a possibilidade. Essas estrelas abrigariam buracos negros, chamados de buracos negros primordiais, em seu centro.

Buracos negros primordiais

Um possível jeito de um buraco negro se formar seria no início do Universo, momentos após o Big Bang. Eles formariam devido às perturbações de densidade que haviam nos primeiros momentos do Universo. Essas perturbações poderiam formar buracos negros de diversos tamanhos: desde buracos negros do tamanho de átomos até alguns do tamanho de planetas ou estrelas.

Esses buracos negros recebem o nome de buracos negros primordiais. Eles seriam os primeiros objetos do Universo e poderiam ser sementes dos buracos negros supermassivos que observamos hoje. Apesar disso, um buraco negro primordial nunca foi observado antes.

A matéria escura seria buracos negros primordiais?

É comum que os dois sejam relacionados quando o tema buracos negros primordiais é levantado. Eles já foram considerados como uma possibilidade para a matéria escura. Eles são atraentes como matéria escura já que sua formação ocorreu de forma natural e não é necessário uma nova Física para explicá-los.

Devido à radiação de Hawking, a maioria dos buracos negros primordiais com massas muito menores do que de um asteroide já teriam evaporado muito tempo atrás. Os buracos negros primordiais que sobraram seriam de massas desde asteroides até de alguns planetas ou estrelas. E esses poderiam representar a porcentagem associada à matéria escura.

Os trabalhos de Stephen Hawking

O famoso físico Stephen Hawking trabalhou boa parte da sua vida para entender os buracos negros. O seu trabalho mais conhecido é o que deu origem ao conceito de radiação de Hawking. O físico passou décadas de sua vida estudando condições sobre a radiação de Hawking, incluindo o estudo de buracos negros primordiais.

Hawking percebeu que buracos negros maiores evaporariam mais lentamente enquanto buracos negros menores evaporariam rapidamente. Isso significaria que buracos negros primordiais muito pequenos teriam evaporado rapidamente durante a evolução do Universo.

Estrelas de Hawking

Se muitos buracos negros primordiais com massas semelhantes a de um asteroide fossem formados, seria possível que estrelas capturassem eles durante a sua formação. Essa foi uma ideia que Stephen Hawking introduziu na década de 70 e essas estrelas levaram o nome de estrelas de Hawking.

Esses buracos negros capturados por estrelas seriam pequenos e com uma radiação de Hawking intensa o suficiente para que impedisse-os de se alimentar. Isso significaria que eles demorariam para crescer e poderiam viver junto com a estrela por boa parte da vida dela sem causar nenhum dano.

O que os pesquisadores acham?

Recentemente, um grupo de pesquisadores do renomado Instituto Max Planck fez simulações para estudar propriedades de estrelas de Hawking. A ideia seria simular uma estrela semelhante ao Sol que tivesse capturado um buraco negro primordial durante sua formação.

Nas simulações, eles concluíram que uma estrela de Hawking semelhante ao Sol teria uma vida idêntica ao da nossa estrela. Além disso, seria impossível distinguir ela de estrelas normais usando técnicas tradicionais. Apenas estudos de oscilações do centro delas que poderia indicar alguma diferença.

Por que o interesse em estrelas de Hawking?

O principal motivo é que se essas estrelas podem existir, e o trabalho apresentado pelo grupo argumenta que é possível, então elas seriam prioridades na busca por buracos negros primordiais. Além disso, elas poderiam responder perguntas sobre a matéria escura e se, de fato, há uma relação entre buracos negros primordiais e matéria escura.

Segundo o artigo, é possível que essas estrelas sejam mais comuns em aglomerados globulares que possuem estrelas mais velhas e estrelas da população II. Essas estrelas teriam se formado quando Universo era bem mais jovem e seria mais provável de capturarem buracos negros primordiais.