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Cientistas descobrem o primeiro buraco negro de 'massa intermediária' em uma fusão massiva

É a maior fusão de buracos negros já observada por cientistas.

• Em 2019, os cientistas detectaram ondas gravitacionais que mais tarde foram determinadas como provenientes da fusão de dois buracos negros de 'massa intermediária'.
• Acreditava-se que esses buracos negros existissem, mas nunca haviam sido observados diretamente.
• A descoberta lança uma nova luz sobre como os buracos negros se formam.

Em maio de 2019, uma onda de ondas gravitacionais passou pela Terra depois de viajar pelo cosmos por 7 bilhões de anos. A ondulação veio em quatro ondas, cada uma durando apenas uma fração de segundo. Embora o sinal antigo fosse fraco, sua origem era cataclísmica: a maior fusão de dois buracos negros já observada.

Ocorreu quando dois buracos negros de tamanho médio - 66 e 85 vezes a massa do nosso Sol - se aproximaram, começaram a girar em torno um do outro e se fundiram em um buraco negro com aproximadamente 142 vezes a massa do nosso Sol.

'É o maior estrondo desde o Big Bang observado pela humanidade', o físico do Caltech Alan Weinstein, que fez parte da equipe de descoberta, contado A Associated Press.

Um estrondo enorme, com certeza. Mas um buraco negro desse tamanho realmente cai na categoria de 'massa intermediária', que varia de cerca de 50 a 1.000 vezes a massa do nosso sol.

Buracos negros de massa intermediária

Os cientistas sabem relativamente pouco sobre esses buracos negros de médio porte. Eles catalogaram pequenos buracos negros apenas algumas vezes mais massivos que o Sol, bem como buracos negros supermassivos com mais de seis bilhões de vezes a massa de nossa estrela. Mas a evidência direta de buracos negros de massa intermediária permanece indefinida.

'Há muito tempo procuramos por um buraco negro de massa intermediária para preencher a lacuna entre a massa estelar e os buracos negros supermassivos', Christopher Berry, professor do Centro para Exploração e Pesquisa Interdisciplinar em Astrofísica da Northwestern University), contado Northwestern Now. 'Agora, temos provas de que existem buracos negros de massa intermediária.'

Ainda assim, como esses buracos negros de peso médio se formam é um mistério. Os cientistas sabem que buracos negros menores se formam quando as estrelas explodem em eventos violentos chamados supernovas. Mas buracos negros de médio porte não poderiam se formar dessa forma, de acordo com a física atual, porque estrelas de certa faixa de massa passam por um processo de morte chamado instabilidade de par, onde explodem e não deixam nada para trás, nem mesmo um buraco negro.

Este gráfico compara a massa de eventos de fusão de buracos negros observados pelo LIGO-Virgo.

Crédito: LIGO / Caltech / MIT / R. Ferida (IPAC)

Quanto aos buracos negros supermassivos? Os cientistas têm certeza de que esses gigantes, que ficam no centro da maioria das galáxias,crescem enormes devorando poeira antiga, gáse outra matéria cósmica - incluindo outros buracos negros. Buracos negros intermediários podem se formar de maneira semelhante, por buracos negros pequenos se fundindo repetidamente.

Em outras palavras, um buraco negro intermediário pode estar a caminho de se tornar supermassivo.

'Estamos falando aqui sobre uma hierarquia de fusões, um caminho possível para fazer buracos negros cada vez maiores', Martin Hendry, professor de astrofísica gravitacional e cosmologia da Universidade de Glasgow, contado a BBC. 'Então, quem sabe? Este buraco negro de 142 massas solares pode ter se fundido com outros buracos negros muito massivos - como parte de um processo de construção que vai até aqueles buracos negros supermassivos que pensamos estarem no coração das galáxias. '

Visualização de um buraco negro.

Crédito: NASA

A recente descoberta lança luz sobre como os buracos negros se formam, mas as perguntas ainda permanecem. Cientistas com a colaboração LIGO-Virgo esperam continuar estudando o recém-descoberto buraco negro intermediário - denominado GW190521 - em 2021, quando as instalações estarão funcionando novamente com instrumentos aprimorados.

'Nossa capacidade de encontrar um buraco negro com algumas centenas de quilômetros de largura na metade do Universo é uma das mais impressionantes realizações dessa descoberta', disse Karan Jani, astrofísica do LIGO contado A Reserva da Malásia.

A descoberta foi descrita em dois artigos publicados na Cartas de revisão física e The Astrophysical Journal Letters .

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