doi.org/10.1038/s41586-026-10359-0
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#Supernova
No universo, as estrelas gigantes terminam suas vidas de formas dramáticas, muitas vezes deixando para trás buracos negros
No entanto, há um intervalo de massas onde esses buracos negros simplesmente não deveriam existir – um “buraco proibido? entre cerca de 50 e 130 massas solares. Um novo estudo publicado na revista Nature trouxe evidências claras dessa lacuna misteriosa, baseada nas ondas gravitacionais detectadas desde 2015.
Tudo começa com a evolução das estrelas massivas. Durante a maior parte da vida, uma estrela mantém o equilíbrio entre a pressão gerada pela fusão nuclear em seu núcleo, que a empurra para fora, e a força da gravidade, que a puxa para dentro. Quando o combustível nuclear acaba, o núcleo colapsa. Para estrelas com massas intermediárias, esse colapso forma um buraco negro. Mas, para estrelas extremamente pesadas – entre 50 e 130 vezes a massa do Sol “, algo diferente acontece.
Nessas estrelas, o núcleo atinge temperaturas e pressões tão altas que os raios gama interagem com os núcleos atômicos e criam pares de elétrons e pósitrons. Essa criação de partículas “rouba? energia da radiação, reduzindo a pressão que sustentava a estrela. O resultado é um colapso parcial e violento, que dispara reações termonucleares descontroladas. A estrela explode por completo em uma supernova de instabilidade de pares, uma explosão tão poderosa que não sobra nada – nem mesmo um buraco negro. É como se a própria natureza apagasse a possibilidade de formar um remanescente nessa faixa de massa.
Os astrônomos chamam esse intervalo de “gap? ou buraco proibido porque a teoria prevê que buracos negros formados diretamente de estrelas solitárias não deveriam existir entre 50 e 130 massas solares. Abaixo de 50 massas solares, os buracos negros se formam normalmente. Acima de 130, outros processos podem permitir a formação, mas a observação mostra que buracos negros acima de 45 massas solares já são raros.
A prova veio da astronomia de ondas gravitacionais. Desde que o LIGO e o Virgo começaram a detectar colisões de buracos negros, os cientistas acumularam centenas de eventos. Cada detecção permite medir com precisão as massas dos dois buracos negros envolvidos na fusão. Ao analisar esses dados, uma equipe liderada por Hui Tong, da Universidade Monash, na Austrália, encontrou algo revelador: a lacuna aparece claramente nas massas dos buracos negros secundários (os menores de cada par), mas não nas massas dos primários (os maiores).
Isso faz sentido. Os buracos negros secundários costumam ser “pristinos”, ou seja, formados diretamente de estrelas individuais, sem terem passado por fusões anteriores. Já os primários, em alguns casos, podem ser o resultado de fusões hierárquicas – quando dois buracos negros já se fundiram antes e depois se uniram a um terceiro. Esses buracos negros “construídos? por fusões sucessivas podem girar mais rápido e ocasionalmente cair dentro da faixa proibida, explicando os poucos casos observados nessa região.
O estudo confirma que a supernova de instabilidade de pares realmente acontece e molda a população de buracos negros no universo. Ao mesmo tempo, levanta novas perguntas: com que frequência essas explosões totais ocorrem? Quão eficientes são as fusões em preencher o buraco proibido? Por que ainda vemos alguns buracos negros nessa faixa, mesmo que raros?
Entender esse “buraco proibido? é fundamental para a astrofísica moderna. Ele conecta diretamente o destino final das estrelas massivas com as ondas gravitacionais que atravessam o cosmos. Com detectores mais sensíveis no futuro e mais eventos registrados, os cientistas poderão refinar os modelos de evolução estelar e descobrir se há outros mecanismos em jogo.
Em resumo, o universo não permite que buracos negros de certas massas nasçam diretamente de estrelas solitárias. Graças às explosões mais violentas da natureza, existe uma fronteira invisível que a maioria das estrelas gigantes respeita ao morrer. Observar essa lacuna através das ondulações do espaço-tempo nos ajuda a compreender melhor como o cosmos constrói seus objetos mais extremos.
Publicado em 23/04/2026 07h31
Estudo original: