DEBORAH FERGUSON, KARAN JANI, DEIRDRE SHOEMAKER, PABLO LAGUNA / GEORGIA TECH, MAYA COLABORATION
Ondulações do espaço-tempo revelam a colisão de buraco negro mais massiva e distante até então
O maior. O mais longe. O mais enérgico. Uma nova detecção de ondas gravitacionais de dois buracos negros em colisão acumulou vários superlativos.
Além disso, também marca o primeiro avistamento definitivo de um buraco negro de massa intermediária, um com uma massa entre 100 e 100.000 vezes a massa do sol. Esse buraco negro de tamanho médio foi forjado quando os dois buracos negros progenitores se fundiram para formar um maior, com cerca de 142 massas solares. Supera significativamente todos os buracos negros previamente detectados por meio de ondas gravitacionais, ondulações que enrugam o espaço-tempo após eventos extremos.
“Este é o grandalhão que esperamos há mais tempo”, diz Emanuele Berti, um físico da Universidade Johns Hopkins que não esteve envolvido na pesquisa. Um dos dois progenitores do gigante era tão grande que os cientistas estão pensando em como explicar sua existência.
Detectadas em 21 de maio de 2019, as ondas gravitacionais se originaram de uma fonte a cerca de 17 bilhões de anos-luz da Terra, tornando esta a detecção mais distante confirmada até agora. É também o evento mais energético já visto, irradiando cerca de oito vezes o equivalente à massa do sol em energia, diz o astrofísico Karan Jani, da Universidade Vanderbilt em Nashville, membro da Colaboração Científica LIGO. “Espero que mereça sua própria entrada no livro de registros.”
Normalmente, os físicos esperam que os buracos negros envolvidos nessas fusões tenham se formado no colapso de uma estrela moribunda. Mas no novo evento, o maior do par é tão grande que não poderia ter se formado dessa forma. Os processos conhecidos que ocorrem dentro do núcleo de uma estrela significam que estrelas que têm a massa certa para formar um buraco negro tão grande explodiriam por completo, em vez de deixar para trás um cadáver.
Em vez disso, pode ser que um ou ambos os buracos negros em colisão tenham se formado a partir de uma rodada anterior de fusões de buracos negros, dentro de um aglomerado de estrelas e buracos negros. Isso criaria uma árvore genealógica que começou com buracos negros leves o suficiente para se formar a partir de estrelas em colapso.
Mas há um problema com a explicação da fusão múltipla. Cada vez que os buracos negros se fundem, essa coalescência aumenta sua velocidade, o que normalmente lançaria o buraco negro resultante para fora do aglomerado, evitando novas fusões.
No entanto, fusões tão massivas quanto o novo evento parecem ser muito raras, visto que LIGO e Virgo detectaram apenas uma. Isso significa, diz Miller, “meu Deus, você tem permissão para invocar uma fada dos dentes”, um processo relativamente improvável. Talvez, diz ele, o efeito às vezes seja pequeno o suficiente para que os buracos negros permaneçam dentro de seu agrupamento e se fundam novamente.
O evento de onda gravitacional de 21 de maio havia sido relatado publicamente como um candidato não confirmado, para permitir que os astrônomos procurassem por flashes de luz no céu que poderiam ter resultado da colisão. Alguns pesquisadores sugeriram que as ondas podem ter sido associadas a um clarão de luz vindo do centro de uma galáxia distante. Mas essa galáxia está significativamente mais próxima do que a distância agora apontada nos novos documentos, a cerca de 8 bilhões de anos-luz da Terra em vez de 17 bilhões, tornando a explicação menos plausível.
Quanto mais LIGO e Virgem observam os céus, mais pode-se esperar que a abundância de eventos incomuns cresça, diz Miller. “Teremos um conjunto de eventos do tipo? não esperava ?, que são emocionantes de se pensar e extremamente informativos sobre o universo.”
Publicado em 03/09/2020 13h38
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