O mega meteorito que destruiu o fundo do
mar e ferveu os oceanos da Terra
Um meteorito
gigantesco que foi descoberto pela primeira vez em 2014 provocou um tsunami
maior do que qualquer outro conhecido na história e ferveu os oceanos do
planeta, segundo cientistas.
O meteorito S2 — que é
200 vezes maior do que o que extinguiu os dinossauros — atingiu a Terra quando
nosso planeta ainda estava na sua "infância", há 3 bilhões de anos.
Cientistas visitaram o
local do impacto do meteorito, na África do Sul, e retiraram pedaços da rocha
para tentar compreender o que aconteceu.
A equipe encontrou
sinais de que o meteorito gigantesco não trouxe apenas destruição à Terra — ele
ajudou a vida, que era incipiente no planeta naquele momento, a prosperar.
"Sabemos que
depois que a Terra se formou, ainda havia muitos detritos voando pelo espaço
que se chocavam com a Terra", diz Nadja Drabon, professora da Universidade
de Harvard, principal autora do estudo.
"Mas, agora
descobrimos que a vida era muito resistente diante desses impactos enormes, e
que ela na verdade floresceu e prosperou."
O S2 tinha de 40 a 60
quilômetros de largura, e de 50 a 200 vezes mais do que a massa do famoso
meteorito que provocou a extinção dos dinossauros há 66 milhões de anos. Aquela
rocha tinha cerca de 10 quilômetros de largura — um pouco menos que a altura do
Everest (8.849 metros).
Há 3 bilhões de anos,
a Terra ainda estava nos seus primeiros estágios de desenvolvimento. Era um
mundo predominantemente aquático, com poucos continentes. A vida era muito
simples — havia apenas microrganismos unicelulares.
O local do impacto, na
região conhecida como Barberton Greenstone Belt, é um dos pontos da Terra mais
antigos que ainda possuem restos de meteoritos.
Drabon já viajou três
vezes com seus colegas cientistas, primeiro indo de carro o mais longe possível
dentro do complexo de montanhas, e completando o resto do trajeto a pé, com
mochilas.
Eles viajam
acompanhados de guardas florestais equipados com metralhadoras, para
protegê-los de animais selvagens, como elefantes e rinocerontes, ou até mesmo
de caçadores no parque nacional.
Os cientistas buscavam
pequenas partículas em formato esférico ou pequenos fragmentos de rocha
deixados pelo impacto. Com a ajuda de martelos, eles coletaram centenas de
quilos de rocha, que foram levadas para análise laboratorial.
Drabon colocou as
peças consideradas mais preciosas em sua mala.
"Eu geralmente
sou barrada pelos seguranças, mas eu dou uma enrolada neles, falando sobre como
a ciência é algo emocionante, e eles costumam ficar entediados e me deixam
passar", ela conta.
A equipe conseguiu
mapear o que aconteceu quando o S2 atingiu a Terra de forma violenta. O impacto
provocou uma cratera de 500 quilômetros e pulverizou as rochas, que subiram em
velocidades enormes, formando uma nuvem que envolveu todo planeta.
"Imagine uma
nuvem de chuva, mas em vez de gotas de água caindo, são gotas de rocha
derretida chovendo do céu", diz Drabon.
Um tsunami teria
atravessado o planeta, destruindo o fundo do mar e inundando litorais.
O famoso tsunami de
2004 no Índico teria sido considerado pequeno perto desse, diz Drabon.
Toda essa energia
teria gerado calor suficiente para ferver os oceanos, provocando evaporação da
água. A temperatura do ar teria aumentado em cerca de 100ºC.
Os céus teriam
escurecido com a poeira. Com a luz do Sol impedida de penetrar por essa
escuridão, as formas mais simples de vida na Terra ou na superfície da água,
que dependem de fotossíntese, teriam sido aniquiladas.
O impacto é semelhante
ao que se observa com outros grandes meteoritos.
Mas Drabon e sua
equipe encontraram algo surpreendente. A evidência das rochas mostra que o
impacto violento trouxe à tona nutrientes como fósforo e ferro, que ajudaram a
nutrir organismos mais simples.
"A vida não só
era resistente, como ela na verdade se recuperou muito rapidamente e
prosperou", diz a cientista.
"É como quando
você escova seus dentes pela manhã. Isso mata 99,9% das bactérias, mas quando
chega a noite, elas já voltaram, certo?"
As novas descobertas
sugerem que os grandes impactos funcionaram como "fertilizantes
gigantes", espalhando ingredientes essenciais para a vida, como o fósforo,
para diversas partes do planeta.
O tsunami também teria
trazido água rica em ferro das profundezas da superfície, dando energia extra
para os micróbios.
As descobertas
reforçam uma tese que está cada vez mais popular entre cientistas de que a vida
nos primórdios da Terra foi ajudada por uma sucessão de impactos de rochas,
segundo Drabon.
"Está parecendo
que a vida depois do impacto acabou encontrando condições realmente favoráveis
que permitiram que ela florescesse."
As descobertas foram
publicadas na revista científica Proceedings of the National Academy of
Sciences.
• Os buracos negros monstruosos que
cientistas estão descobrindo no universo
No centro de nossa
galáxia, existe um buraco negro gigantesco. Ele é tão grande quanto o nosso
Sol, mas milhões de vezes mais pesado. Sua imensa força gravitacional agita a
poeira e o gás interestelar ao seu redor.
Este buraco negro
supermassivo é o coração pulsante da Via Láctea, tendo impulsionado a formação
e evolução da nossa galáxia ao longo de toda a sua história de 13 bilhões de
anos, ajudando a dar origem a sistemas solares como o nosso.
De vez em quando, uma
estrela é aniquilada ao se aproximar demais dele, se apagando sem deixar
vestígios de sua existência. É uma fera assustadora, com o poder de criar e
destruir em uma escala épica.
Quase todas as grandes
galáxias possuem um buraco negro supermassivo em seu centro, mas na grande
escala do Universo, o nosso — chamado Sagittarius A* — é um verdadeiro
peso-pena.
Na última década, os
astrônomos descobriram buracos negros muito maiores, conhecidos como buracos
negros ultramassivos. Alguns são 1.000 vezes mais massivos que Sagittarius A* —
e grandes o suficiente para abranger toda a vastidão do nosso Sistema Solar.
A visão incomparável
proporcionada pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST, na sigla em inglês)
também nos oferece uma nova perspectiva sobre como esses gigantes cresceram no
início dos tempos. No entanto, há muitos mistérios — de onde eles vieram e qual
o tamanho que eles realmente podem atingir?
Medir o tamanho de
objetos tão grandes e distantes (que, por sua própria definição, não podem ser
observados diretamente) é complicado, mas sabemos que alguns dos maiores são
surpreendentemente enormes.
Um dos maiores a ser
descoberto até hoje, conhecido como Ton 618, encontra-se escondido no meio de
um quasar a cerca de 18 bilhões de anos-luz da Terra. Estima-se que tenha 66
bilhões de vezes a massa do Sol — e seja até 40 vezes maior que a distância entre
Netuno e o nosso Sol.
O buraco negro no
centro de um aglomerado de galáxias chamado Holm 15A também seria cerca de 44
bilhões de vezes mais pesado que o Sol, e mediria 30 vezes a distância entre
Netuno e o Sol, de acordo com estimativas recentes.
Eles são inegavelmente
enormes. Mas alguns cientistas acreditam que pode haver monstros ainda maiores
à espreita por aí.
"De uma
perspectiva teórica, não há limite", diz James Nightingale, cosmólogo
observacional da Universidade de Newcastle, no Reino Unido, que em março de
2024 descobriu um buraco negro ultramassivo que pesava 33 bilhões de vezes a
massa do Sol.
Os buracos negros que
conhecemos possuem vários tamanhos. Em sua menor dimensão, os microburacos
negros podem ter o tamanho de um átomo.
Talvez os mais
conhecidos sejam os buracos negros de massa estelar, resultado do colapso de
estrelas muito grandes. Eles variam entre três e 50 vezes a massa do nosso Sol,
mas são condensados num objeto "aproximadamente do tamanho de
Londres", explica Julie Hlavacek-Larrondo, astrofísica da Universidade de
Montreal, no Canadá.
Os buracos negros de
massa intermediária formam o próximo grupo — eles possuem cerca de 50 mil vezes
a massa do nosso Sol, abrangendo uma região do espaço aproximadamente do
tamanho do planeta Júpiter.
Já os buracos negros
supermassivos chegam a ter milhões ou bilhões de vezes a massa do nosso Sol.
Apesar de ainda não
haver uma definição precisa de buraco negro ultramassivo, é consenso geral que
eles têm a partir de "10 bilhões de vezes a massa do Sol", diz
Hlavacek-Larrondo.
Embora, em princípio,
não haja razão para que um buraco negro não possa crescer até chegar a este
tamanho, sua existência é inesperada, dada a forma como atualmente entendemos o
crescimento dos buracos negros e a idade relativamente jovem do Universo, de
apenas 13,7 bilhões de anos.
"É difícil gerar
um buraco negro tão massivo usando os métodos tradicionais de
alimentação", diz Hlavacek-Larrondo, se referindo à forma como os buracos
negros "ingerem" matéria ao seu redor devido à sua atração
gravitacional.
"Acho que as
pessoas não esperavam que eles [existissem]."
Se você continuar
alimentando um buraco negro, em princípio ele deve continuar crescendo
indefinidamente — qualquer objeto ou matéria que cruze o chamado horizonte de
eventos faz com que o buraco negro aumente sua massa.
Na prática, a idade do
Universo e a taxa estimada de crescimento dos buracos negros devem limitar seu
tamanho, provavelmente não mais do que 270 bilhões de massas solares no momento
atual.
Alguns cientistas, no
entanto, acreditam que é possível que alguns buracos negros podem ter crescido
muito mais, atingindo trilhões de massas solares no Universo moderno, caso
tenham conseguido consumir matéria mais rápido do que o esperado.
Estes objetos,
chamados de buracos negros estupendamente grandes, teriam um raio de
aproximadamente um ano-luz de diâmetro. Ainda não foram encontrados tais
objetos, mas não podemos descartar a possibilidade de estarem escondidos no
centro de algumas galáxias.
Os astrônomos
detectaram os primeiros buracos negros ultramassivos no início de 2010. Desde
então, cerca de 100 foram encontrados.
Em março de 2023,
Nightingale e seus colegas anunciaram que haviam avistado um novo buraco negro
ultramassivo que pesava aproximadamente 33 mil milhões de massas solares. Eles
só conseguiram vê-lo devido à forma como a luz de uma galáxia mais distante se
curvava em torno do buraco negro.
"Foi uma
descoberta por acaso", diz Nightingale.
Não podemos ver os
buracos negros diretamente devido à sua própria natureza — na sua borda,
conhecida como horizonte de eventos, a gravidade se torna tão intensa que nada
consegue escapar, nem sequer a luz.
Portanto, só podemos
vê-los se projetarem uma sombra sobre a matéria brilhante circundante que está
sendo consumida pelo buraco negro. Podemos inferir sua existência mais
facilmente, no entanto, olhando para uma galáxia e observando os efeitos do
buraco negro central. Uma maneira é procurar jatos potentes disparados dos
polos do buraco negro.
"Ainda não
entendemos exatamente como eles podem formar estas estruturas, mas eles
formam", diz Hlavacek-Larrondo. Estes jatos de rádio podem se estender por
milhões de anos-luz.
Os buracos negros
também podem produzir anéis quentes de matéria que giram em torno deles,
chamados discos de acreção, à medida que consomem matéria. A matéria gira
rapidamente em torno do buraco negro, com a forte gravidade fazendo com que ele
entre em espiral "aproximadamente à velocidade da luz", explica
Hlavacek-Larrondo.
À medida que cai em
direção ao buraco negro, o disco de matéria também emite raios-X brilhantes.
Quanto maior o buraco negro, mais raios-X e ondas de rádio são produzidos pelo
disco de acreção e pelo jato, respectivamente.
A física dos buracos
negros ultramassivos e dos menores é basicamente a mesma — passe do horizonte
de eventos, e não há escapatória. Uma massa maior leva a um raio maior para o
horizonte de eventos. Mas os buracos negros ultramassivos têm uma propriedade
interessante devido ao seu tamanho.
Se você tivesse a
infelicidade de cair em um buraco negro de massa estelar, sofreria algo
conhecido como "espaguetização" — seu corpo seria esticado até o
infinito —, devido à diferença de gravidade entre seus pés e sua cabeça.
Num buraco negro
ultramassivo, no entanto, o gradiente gravitacional é muito menos acentuado
porque se estende muito mais longe no espaço, a ponto de você mal perceber que
está passando do horizonte de eventos.
"A
'espaguetização' não ocorreria", diz Nightingale. A única coisa que
selaria seu destino seria a distorção da luz das estrelas ao seu redor devido à
gravidade do buraco negro.
Graças ao poder do
telescópio James Webb, os astrônomos estão observando agora cada vez mais longe
e, assim, mais atrás no tempo, devido ao tempo que a luz leva para chegar até
nós, vinda de recantos distantes do Universo.
Isso permite que eles
vejam galáxias nas primeiras centenas de milhões de anos de existência do
Universo.
Para que buracos
negros tão distantes tenham se tornado tão grandes, eles devem ter nascido
relativamente cedo na história do Universo — e depois devorado matéria
ferozmente, algo que desafia muito do que sabemos sobre como os buracos negros
se formam.
No entanto, os
astrônomos estão começando a ver evidências exatamente disso.
Bem longe, em alguns
dos pontos mais antigos do Universo que podemos observar, tipos de galáxias
nunca antes vistos estão sendo revelados pelo James Webb.
Os cientistas
descobriram centenas de galáxias estranhas e compactas, que brilham muito mais
do que se poderia esperar, que existiam cerca de 600 milhões de anos a um
bilhão de anos após o Big Bang.
Estas galáxias ficaram
conhecidas como pequenos pontos vermelhos devido à sua cor e tamanho. O que é
particularmente surpreendente nelas é a luz que emitem, o que parece indicar
que buracos negros supermassivos já estão à espreita dentro delas.
Estas observações
sugerem que os buracos negros de fato cresceram rapidamente. Em nosso Universo
local, os grandes buracos negros nos centros das galáxias tendem a ser cerca de
1.000 vezes menores do que a galáxia que os hospeda.
Mas o telescópio James
Webb está descobrindo buracos negros do mesmo tamanho da sua própria galáxia
nos primórdios do Universo, sugerindo que os buracos negros podem ter se
formado primeiro, antes de as galáxias crescerem ao seu redor.
Em comparação com o
Universo local, estas massas são "de dezenas a algumas centenas" de
vezes maiores do que esperaríamos, diz Hannah Übler, cosmóloga da Universidade
de Cambridge, no Reino Unido.
Os astrônomos se
referem a estes primeiros titãs como "buracos negros excessivamente
massivos".
É "realmente
surpreendente e desafia os modelos teóricos a explicar como estes buracos
negros conseguiram se tornar tão massivos e tão rapidamente", diz Übler,
que usou o James Webb para observar estes primeiros buracos negros.
A forma como estes
buracos negros cresceram tão rápido é um mistério — e provavelmente está
relacionada com a maneira como os buracos negros se formaram predominantemente
nos primórdios do Universo.
Uma ideia é que eles
se formaram a partir da morte das primeiras estrelas do Universo, conhecidas
como População 3 — monstros que tinham entre 100 e 1.000 vezes a massa do nosso
Sol e eram feitos quase inteiramente de hélio e hidrogênio.
As supernovas — uma
explosão estelar colossal — destas estrelas no fim da sua vida liberaram
elementos mais pesados no Universo. Mais tarde, eles dariam origem a outras
estrelas e, por fim, a planetas, incluindo o nosso Sol e a Terra.
Mas suas mortes também
poderiam ter produzido grandes buracos negros à medida que a matéria entrava em
colapso sob a ação da gravidade.
"Os buracos
negros destas estrelas são mais massivos do que os buracos negros de massa
estelar", diz Mar Mezcua, astrofísica do Instituto de Ciências Espaciais
da Espanha.
"A partir disso,
você pode crescer e ter mais chances de se tornar supermassivo em um curto
espaço de tempo."
Outra possibilidade é
que os primeiros buracos negros se formaram predominantemente não a partir de
estrelas, mas de nuvens de gás — conhecidos como buracos negros de colapso
direto.
Normalmente, estas
nuvens teriam formado estrelas ao se condensarem sob a ação da gravidade, mas,
se a temperatura fosse alta o suficiente, algumas nuvens poderiam não ter
formado estrelas — e colapsado, em vez disso, diretamente em buracos negros.
"Estas são
condições que não encontramos no Universo atual", explica Mezcua. Mas,
segundo ela, nas condições quentes e turbulentas do Universo primitivo, isso
pode ter sido possível.
Definitivamente,
nenhuma estrela da População 3 ou buraco negro de colapso direto foi avistado
ainda, então não está claro qual mecanismo — se é que algum deles — dominou a
formação de buracos negros nos primórdios do Universo.
Independentemente da
forma como estes buracos negros se formaram, eles devem ter desenvolvido uma
maneira de atingir um tamanho grande com bastante rapidez.
Uma possibilidade é
que eles tenham sido criados em abundância e se fundiram para formar buracos
negros cada vez maiores, primeiro de massa intermediária, depois supermassivos
e, em seguida, para alguns, ultramassivos.
Isso reforçaria a
ideia de que eles se originaram de estrelas da População 3, porque haveria mais
destes do que buracos negros de colapso direto.
"Se encontrarmos
hoje muitos buracos negros intermediários, isso significaria que se formaram
por meio de mecanismos da População 3", diz Mezcua.
De acordo com ela, se
os astrônomos encontrarem poucos buracos negros de massa intermédia, em locais
como galáxias anãs menores, onde se espera que eles surjam, isso pode reforçar
a ideia do buraco negro de colapso direto.
Os buracos negros
ultramassivos também podem ter crescido rapidamente ao consumir matéria em
rajadas, algo que o James Webb já viu evidência.
Os astrônomos
observaram algumas galáxias primitivas que são brilhantes e ativas, mas outras
com um grande buraco negro que parece estar adormecido, sugerindo que este
último já devia ter consumido muita matéria antes de pegar no sono.
"Não sabemos
quanto tempo duraria o ciclo", diz Hlavacek-Larrondo.
Mas, segundo ele, os
períodos de consumo rápido provavelmente são raros.
"Talvez 1% da
vida útil do buraco negro."
O que ainda não está
claro é qual o tamanho exato dos buracos negros no cosmos moderno.
"Temos uma
estimativa aproximada baseada na idade do Universo", explica
Hlavacek-Larrondo, de cerca de 270 bilhões de massas solares.
"Mas talvez o
Universo nos surpreenda."
Fonte: BBC News/BBC
Future
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