Novas ondas gravitacionais revelam uma geração inédita de buracos negros

Um estudo recente, baseado em dados do observatório LIGO, aponta para a descoberta de uma nova geração de buracos negros no universo. A pesquisa, publicada no The Astrophysical Journal Letters, apresenta evidências da possível existência de buracos negros formados a partir da fusão de outros buracos negros, um fenômeno que desafia os modelos tradicionais de formação estelar.

Ondas gravitacionais, previstas por Albert Einstein como consequência da Teoria da Relatividade Geral, são ondulações no tecido do espaço-tempo. Elas são geradas por eventos cósmicos violentos, como a fusão de buracos negros ou colisões de estrelas de nêutrons. Ao se propagarem pelo universo à velocidade da luz, carregam informações valiosas sobre a fonte que as originou.

O LIGO, um observatório dedicado à detecção de ondas gravitacionais, utiliza dois feixes de laser que percorrem túneis de 4 km. A passagem de uma onda gravitacional provoca uma distorção no espaço-tempo, alterando o comprimento desses túneis. Essa variação, medida com alta precisão, permite aos cientistas identificar e caracterizar o evento cósmico responsável pela emissão da onda.

As novas observações revelam sinais de ondas gravitacionais com características incomuns. Os eventos mostram massas e rotações que não se encaixam nos padrões esperados de objetos originados apenas pelo colapso estelar, levantando a hipótese da existência de buracos negros de segunda geração.

As ondas gravitacionais possibilitam o estudo direto da dinâmica de objetos que antes eram invisíveis, como buracos negros binários. Diferente das ondas eletromagnéticas, as ondas gravitacionais atravessam o universo praticamente sem interferência, trazendo registros sem ruído dos eventos que as geraram. Sua detecção marcou o início de uma nova era na astronomia, permitindo estudar não apenas o que emite luz, mas também o que distorce o próprio espaço-tempo.

A primeira detecção direta de ondas gravitacionais, em 2015, marcou um divisor de águas na astronomia. O sinal, denominado GW150914, foi gerado pela fusão de dois buracos negros com massas de aproximadamente 29 e 36 vezes a massa do Sol, localizados a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz da Terra. A detecção comprovou a existência das ondas gravitacionais e tornou possível observar diretamente a fusão de buracos negros, fenômeno até então teórico.

As duas fusões recentes que despertaram o interesse dos cientistas foram detectadas em outubro e novembro de 2024. A primeira, GW241011, ocorreu a cerca de 700 milhões de anos-luz da Terra e resultou da colisão entre dois buracos negros com aproximadamente 17 e 7 massas solares. A segunda, GW241110, foi registrada a cerca de 2,4 bilhões de anos-luz, envolvendo buracos negros de 16 e 8 massas solares.

Um dos aspectos mais intrigantes dessas fusões é a rotação incomum do buraco negro primário em GW241011, que girava em sentido oposto à sua órbita. Ambos os eventos sugerem a existência de buracos negros de segunda geração, formados a partir da fusão de buracos negros menores. Nesses casos, um dos buracos negros é mais massivo e gira rapidamente, indicando que esses objetos são o resultado de fusões anteriores.

A formação hierárquica, um processo astrofísico no qual um buraco negro resulta da fusão de outros buracos negros, pode explicar a origem desses objetos incomuns. Esse processo ocorre em ambientes densos, como aglomerados estelares ou centros de galáxias, onde as interações gravitacionais aumentam as chances de colisões sucessivas. As características específicas desses buracos negros, como alta rotação e massa fora do padrão, permitem aos cientistas identificar se um buraco negro pertence a uma geração anterior ou se é o produto de múltiplas fusões.

Fonte: www.tempo.com