Desde o avanço da astronomia das ondas gravitacionais em 2015, os cientistas foram capazes de detectar mais de uma dúzia de pares de buracos negros estreitamente localizados – conhecidos como buracos negros binários – por suas colisões entre si devido à gravidade. No entanto, os cientistas ainda debatem quantos desses buracos negros nascem das estrelas e como eles são capazes de se aproximar o suficiente para uma colisão durante a vida útil do nosso universo.
Agora, um promissor novo estudo desenvolvido por um astrofísico de Vanderbilt pode nos dar um método para encontrar o número de estrelas disponíveis na história do universo que colidem como buracos negros binários.
A pesquisa, que aparece hoje no The Astrophysical Journal Letters, ajudará futuros cientistas a interpretar a população subjacente de estrelas e a testar as teorias da formação de todos os buracos negros em colisão ao longo da história cósmica.
“Os pesquisadores até agora teorizaram a formação e a existência de pares de buracos negros no universo, mas as origens de seus antecessores, estrelas, ainda permanecem um mistério”, disse o astrofísico de Vanderbilt e principal autor do estudo Karan Jani. “Com este estudo, fizemos um estudo forense de colisão de buracos negros usando as observações astrofísicas atualmente disponíveis. No processo, desenvolvemos uma restrição fundamental, ou orçamento, que nos informa sobre a fração de estrelas desde o início do universo. que estão destinados a colidir como buracos negros “.
Aproveitando a teoria geral da relatividade de Einstein, que nos diz como os buracos negros interagem e eventualmente colidem, Jani e o co-autor Abraham Loeb, da Universidade de Harvard, usaram os eventos LIGO registrados para fazer um inventário dos recursos de tempo e espaço do universo a qualquer momento. Eles então desenvolveram as restrições responsáveis ??por cada etapa do processo binário de um buraco negro: o número de estrelas disponíveis no universo, o processo de cada estrela em transição para um buraco negro individual e a detecção da eventual colisão desses buracos negros – escolhidos centenas de milhões de anos depois pelo LIGO como ondas gravitacionais emitidas pelo impacto.
“A partir das observações atuais, descobrimos que 14% de todas as estrelas massivas do universo estão destinadas a colidir como buracos negros. Isso é uma eficiência notável da parte da natureza”, acrescentou Jani. “Essas restrições adicionais em nossa estrutura devem ajudar os pesquisadores a rastrear a história dos buracos negros, respondendo a perguntas antigas e, sem dúvida, abrindo cenários mais exóticos”.
Publicado em 04/02/2020 13h54
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