Foi um solavanco durante a noite. Um grande.
Em 23 de novembro de 2023, ondas de uma fusão colossal de dois buracos negros chegaram à Terra e foram apanhados pela colaboração Ligo-Virgo-Kagra, um grupo que detecta esses tipos de fusões por ondas gravitacionais.
E esses buracos negros eram grossos e chegaram a 100 e 140 vezes a massa do sol.
Mas a fusão final causou algo ainda mais impressionante: outro buraco negro que é mais de 225 vezes a massa do sol revelou astrônomos hoje.
Os astrônomos estão entusiasmados com essa fusão porque é incomum. A maioria desses tipos de fusões que foram detectadas até agora por ondas gravitacionais foram entre 10 e 40 vezes o sol, disse Sophie Bini, pesquisadora de pós -doutorado da Caltech que faz parte do grupo.
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Os cientistas detectam ondas gravitacionais pela primeira vez
A teoria de Einstein provou mais de 100 anos depois
“Descobrimos a primeira onda de gravidade há 10 anos e, desde então, encontramos mais de 300 eventos. Portanto, é realmente um (tempo) emocionante”, disse Bini. “Mas esse evento em particular é muito interessante porque é o mais massivo”.
As ondas de gravitação são ondulações no espaço-tempo que só podem ser detectadas por instrumentos extremamente sensíveis, como os da colaboração localizados nos Estados Unidos, Japão e Itália.
A primeira onda de gravidade foi detectada em 2015 e anunciada por astrônomos em 2016.
A outra descoberta interessante dessa detecção – chamada GW231123 – é que o par parece ter jogado extremamente rapidamente.
“Os buracos negros parecem correr muito rapidamente – perto do limite permitido pela teoria da teoria geral da relatividade de (Albert) Einstein”, disse Charlie Hoy na Universidade de Portsmouth em comunicado. “Isso dificulta a modelagem e a interpretação do sinal. É um excelente estudo de caso para ajudar o desenvolvimento de nossos AIDs teóricos a avançar”.
Entenda buracos negros
Nem todos os buracos negros são iguais.
Existem buracos negros super maciços que podem ser dezenas de milhares a bilhões de vezes a massa do sol e estão no centro das galáxias. O Melkweg, por exemplo, tem um buraco negro no meio, chamado Sagectarius A* – ou SGR A* – que é cerca de quatro milhões de vezes a massa do sol.
A primeira imagem de SGR A*, o buraco negro super -massivo no meio da Via Láctea foi revelado em 2022. (EHT Collaboration)
Depois, há buracos negros estelares-massa, que podem ser a massa da massa algumas vezes a massa da massa. Ou, algumas afirmam, cem vezes são massa. Essas formas quando uma enorme estrela não tem mais combustível e explode de maneira espetacular, um evento chamado Supernova.
Mas há pessoas que estão entre os dois, chamados buracos negros intermediários. Encontrar esses betweens se mostrou difícil para os astrônomos. Essa nova fusão está no que os astrônomos chamam de “globo de massa” entre massa estelar e buracos negros super maciços.
Estrelas escorregando
Não está totalmente claro por que esses dois buracos negros eram muito mais pesados do que o que os astrônomos detectaram anteriormente. Uma teoria é que cada um do próprio casal foi o resultado de dois buracos negros que se fundem.
Mas essa não é a única teoria.
Priya Natarajan, professor de física e presidente de astronomia da Universidade de Yale, estuda buracos negros super -massivos. Embora esses dois buracos negros sejam comparados com o que ela estuda, ela diz que está entusiasmada com a recente detecção.
“Acho que isso é super emocionante por dois motivos. Primeiro, a gravidade dos buracos negros individuais é antes que eles realmente se fundem”, disse Natarajan, que não estava envolvido nas descobertas. “Portanto, o fato é que, você sabe, processos estelares normais que oferecem essa massa estelar em buracos negros restantes, é bastante difícil apresentar você até 100 e 140 de uma só vez”.
O observatório de ondas gravitacionais do interferômetro a laser em Hanford, Washington, é visto aqui. (Ligo/Caltech/MIT)
Mas ela tem uma teoria diferente sobre como esses dois buracos negros incomuns poderiam ter se formado.
Em 2014, ela foi coautora de um artigo que sugeriu que os buracos negros pudessem crescer rapidamente no universo inicial, passando pela primeira vez na Supernova e depois armazenando estrelas em um estigluster emergente, à la Pac-Man. Mais gás significa orifícios pretos maiores. Mas ela diz que em 2021 ela percebeu que isso também poderia acontecer mais tarde no universo mais recente.
“A única coisa diferente é que não há muito gás”, disse ela. “Então, eu mostrei que, se não houver tanto gás, você pode começar com algo que é a massa do sol uma ou dez vezes. Pode atingir 100 … Se houver pouco mais gás, pode ser 1.000”.
Portanto, essa nova descoberta poderia abrir um novo caminho para cosmologistas como eles explorarem.
O seguinte que ela gostaria de ver é uma maneira melhor de encontrar essas fusões. Para a recente detecção, há uma estimativa de que ocorreu em todos os lugares de dois a 13 bilhões de anos -luz.
Por que essas descobertas são importantes agora?
É sobre o relacionamento humano com o universo, disse Natarajan.
“Acho que a partir do momento em que estávamos de pé e fomos capazes de olhar para o céu noturno, fomos fascinados pela regularidade do céu noturno, bem como pelo tipo de drama cósmico que é útil, bom? Você vê estrelas explodindo, vê eclipes, você vê mudanças.
“Acho que conhecer nosso lugar no universo é uma pergunta que é muito fundamental para nós. E isso sempre foi”.
