A curiosidade humana busca por extremos. Buscar saber qual é a coisa mais rápida, o elemento mais resistente, o objeto mais massivo e inúmeras outras qualidades físicas produz fascínio e estimula a imaginação para entender quais são os limites das leis naturais no Universo.
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Nebulosa do Bumerangue, lugar natural mais frio do Universo.Fonte: NASA/ESA/Hubble
Quando esses limites são aplicados às escalas de temperatura, duas perguntas inevitáveis são: quais são os lugares naturais mais frios e mais quentes do Universo?
Enquanto a Nebulosa Bumerangue com uma temperatura de cerca de -272 graus Celsius (pouco acima de uma unidade de Kelvin na escala absoluta) é a resposta à pergunta mais fria há pelo menos 1.500 anos, a resposta à mais quente está num fluxo que varia constantemente.
Ao pensar em lugares muito quentes, é intuitivo pensar no Sol como um ponto de partida. Nossa estrela mais próxima e nossa constante fonte de calor e luz possui, em seu núcleo – onde ocorrem reações de fusão nuclear –, a estonteante temperatura de cerca de 15 milhões de graus Celsius.
Essas reações são fortes o suficiente para transformar hidrogênio em hélio e liberando uma quantidade enorme de energia para iluminar e aquecer o Sol. Em sua superfície, contudo, a temperatura é bem mais "amena": em torno de 5.500 a 6.000 graus Celsius.
A superfície solar possui uma temperatura média de 6 mil graus Celsius.Fonte: GettyImages
Entretanto, basta nos afastarmos um pouco do nosso quintal cósmico e encontraremos estrelas significativamente mais quentes que o Sol. Estrelas massivas, como as estrelas de tipo O, podem alcançar temperaturas de superfície de 30.000 a 50.000 graus Celsius. No núcleo dessas estrelas, as temperaturas são ainda mais extremas, superando os 100 milhões de graus Celsius. Elas queimam seu combustível muito mais rapidamente que o Sol, vivendo vidas curtas mas intensas.
Quando uma dessas estrelas massivas esgota seu combustível, ela pode explodir como uma supernova, um dos fenômenos mais energéticos que existem. Durante essa catástrofe, a temperatura no núcleo da estrela pode chegar a impressionantes 3 bilhões de graus Celsius.
Esta explosão não só gera calor inimaginável, mas também espalha elementos pesados pelo universo, que eventualmente podem formar novos sistemas solares e planetas.
Após uma supernova, o núcleo da estrela pode colapsar em uma estrela de nêutrons, onde a temperatura da superfície pode ser de 1 milhão de graus Celsius. Contudo, se a estrela original era extremamente massiva, o núcleo pode continuar colapsando até formar um buraco negro.
Na vizinhança desses titãs cósmicos a brincadeira chega a outro nível: o gás e a matéria ao redor do horizonte de eventos de um buraco negro podem ser aquecidos até dezenas de bilhões de graus Celsius!
Representação artística de um buraco negro e seu disco de acreção que pode atingir bilhões de graus Celsius.Fonte: GettyImages
Ao chegar nestes pontos extremos de altas temperaturas no Universo, é imprescindível falar dos quasares, estruturas que são verdadeiros faróis cósmicos! Os quasares são os núcleos ativos de galáxias distantes, alimentados por buracos negros supermassivos. E é justamente um desses corpos que detém o título de lugar mais quente do Universo atualmente: o quasar 3C273!
O quasar 3C273 foi o primeiro objeto identificado no céu como um quasar, justamente por ser o objeto de sua categoria opticamente mais brilhante. Ele está localizado na constelação de Virgo e está a cerca de 3 bilhões de anos-luz de nós, brilhando com a intensidade equivalente a 1000 galáxias inteiras, sendo um dos objetos mais energéticos e ativos conhecidos do Universo.
O quasar 3C273, o objeto conhecido mais quente do Universo atualmenteFonte: Hubble
Normalmente, à medida que o gás e a matéria caem em direção ao buraco negro no centro de um quasar, eles formam um disco de acreção cujas temperaturas podem atingir, em média, dezenas de bilhões de graus Celsius, tornando os quasares incrivelmente brilhantes e, como consequência, possíveis de serem vistos a vastíssimas distâncias.
No caso do 3C273, contudo, a temperatura do seu disco de acreção foi medida em impressionantes 10 trilhões de graus Celsius, o que o deixa no primeiro lugar do pódio dos lugares mais quentes do Universo!
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