Gravitational wave detectors have found their biggest black hole yet

Imagem padrão do New Scientist

A impressão de um artista de buracos negros prestes a colidir

Mark Myers, ARC Center ofExcellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)

O Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser (LIGO) e seu detector parceiro Virgo fizeram sua maior descoberta até agora. Eles avistaram dois enormes buracos negros colidindo-se para formar outro com uma massa 142 vezes maior que a do Sol, o maior buraco negro detectado por ondas gravitacionais.

Temos evidências diretas de buracos negros menores e maiores do que estes – buracos negros de massa estelar que podem ser dezenas de vezes a massa do sol e se formar à medida que as estrelas morrem, e buracos negros supermassivos que são pelo menos um milhão de vezes mais massivos que o sol e sentar-se no centro das galáxias. Esta é a primeira confirmação direta de um buraco negro de massa intermediária.

“Com massas entre 60 e 130 massas solares ou mais, é impossível para uma estrela se transformar em um buraco negro, ela simplesmente se estilhaça”, disse Nelson Christensen, membro da equipe do LIGO, do Observatório de Nice, na França. “Os astrofísicos teorizaram que não vamos encontrar nenhum buraco negro nesta lacuna [between stellar-mass and supermassive black holes] e encontramos pelo menos um, mas talvez dois. ”

O LIGO consiste em um par de enormes detectores em forma de L nos Estados Unidos e Virgo é outro detector na Itália. Quando objetos massivos no espaço se movem, eles criam ondulações no espaço-tempo chamadas ondas gravitacionais que esticam e comprimem tudo por onde passam, e os três detectores usam esse alongamento e compressão para determinar o que causou as ondulações.

Em 21 de maio de 2019, todos os três detectores encontraram ondas gravitacionais de um par de buracos negros que tinham cerca de 65 e 85 vezes a massa do Sol, respectivamente, espiralando em direção ao outro e se fundindo. O resultado dessa colisão colossal foi um único buraco negro 142 vezes a massa do Sol, com 8 massas solares de energia irradiando na forma de ondas gravitacionais.

Isso significa que esses dois buracos negros provavelmente não foram formados de estrelas, mas sim de segunda geração, formados por ainda mais pares de buracos negros menores, diz Christensen.

“Houve evidências indiretas de buracos negros de massa intermediária, mas esta é uma observação real de um evento que está definitivamente acima de 100 massas solares”, diz ele. “É a confirmação de que existem buracos negros de massa intermediária.”

Podemos até ter uma ideia de onde esse buraco negro está escondido. Pouco depois que LIGO e Virgo detectaram a fusão, o Zwicky Transient Facility (ZTF) na Califórnia avistou uma explosão de luz de uma galáxia perto de onde as medições das ondas gravitacionais sugerem que a colisão aconteceu.

A explosão de luz veio perto do centro da galáxia, onde um denso disco de matéria circunda um buraco negro supermassivo. Como esse tipo de região é tão povoado, esperamos que muitos objetos, incluindo buracos negros, se colidam enquanto orbitam o centro da galáxia, diz Michael Coughlin da Universidade de Minnesota, que faz parte da equipe ZTF. Então, conforme o buraco negro final maior viaja pelo disco, ele se choca com outra matéria e causa uma erupção.

“A associação é um pouco suspeita: as distâncias não correspondem e os locais estão apenas no limite”, diz Coughlin. “Mas essa coisa vai acontecer de novo, então deve causar outro sinalizador – isso seria uma arma fumegante.”

Referências: Cartas de revisão física, DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.101102; arxiv.org/abs/2006.14122

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