Astrônomos descobrem que buracos negros criados em fusões carregam informações sobre seus ancestrais

Os astrónomos acreditam que no coração da maioria, senão de todas as galáxias, existe um buraco negro titânico com uma massa que é milhões ou mesmo milhares de milhões de vezes a do nosso Sol. 

Estes buracos negros supermassivos não podem ser criados diretamente através do colapso de uma estrela massiva, como é o caso dos buracos negros de massa estelar com massas dezenas de vezes superiores à do Sol, uma vez que nenhuma estrela é suficientemente grande para dar origem a um objeto tão grande.

Um buraco negro rodopiante que se esconde nas características dos buracos negros que se fundiram para criá-lo. Crédito: Robert Lea 

Isto significa que deve haver processos que permitam que os buracos negros cresçam até atingirem massas tão tremendas. Embora o consumo de gás e poeira e até de estrelas em torno dos buracos negros possa facilitar este crescimento, um caminho mais rápido para acumular massa é uma cadeia de fusões de buracos negros cada vez maiores. Um artigo publicado na Astroarticle Physics por Imre Bartos e Oscar Barrera, do Departamento de Física da Universidade da Flórida, detalha como alguns buracos negros “filhos” criados em tais fusões poderiam transportar informações sobre os buracos negros “pais” que colidiram para criá-los.

“Descobrimos que os buracos negros que nascem da colisão de outros buracos negros carregam consigo informações sobre as propriedades dos seus antepassados, incluindo o spin dos antepassados, bem como a sua massa”, diz Bartos. “O novo foco principal da nossa investigação é a reconstrução das rotações dos buracos negros ancestrais, com base em trabalhos anteriores que se concentraram nas massas dos ancestrais.”

Os buracos negros têm muito poucas características que podem ser usadas para diferenciá-los, possuindo apenas variações de massa, momento angular , ou “spin”, e carga elétrica. O físico teórico John Wheeler, da Universidade de Princeton, EUA, descreveu isso dizendo que “os buracos negros não têm cabelo”. Bartos acrescenta que mesmo diante dessas poucas características e do “teorema da ausência de cabelo”, ainda é possível utilizar o giro de um buraco negro para desvendar detalhes sobre sua origem.

"Por exemplo, os buracos negros que se alimentam do gás circundante, ou as colisões anteriores de buracos negros 'pais', podem resultar em alta rotação, enquanto no nascimento, através da morte e colapso das estrelas, os buracos negros têm frequentemente baixa rotação," continua Bartos.

Para conduzir seu estudo, Bartos e Barrera usaram uma técnica matemática chamada inferência bayesiana, tomando as propriedades medidas dos buracos negros e suas expectativas anteriores como entradas e produzindo distribuições inferidas das propriedades ancestrais dos buracos negros. A pesquisa é oportuna, pois os físicos estão usando pequenas ondulações no espaço-tempo, chamadas ondas gravitacionais, para aprender mais sobre colisões e fusões de buracos negros.

“Observações recentes de fusões de buracos negros sugerem a possibilidade de que linhas de montagem de buracos negros – locais onde múltiplos buracos negros se fundem consecutivamente, formando assim buracos negros cada vez mais pesados ​​– possam ser comuns no Universo.

“Isto levanta a questão de como podemos recuperar as propriedades dos buracos negros ancestrais a partir de medições da mais nova geração”, diz Bartos. “Estou fascinado pela história de detetive de descobrir o que aconteceu com esses buracos negros no passado e encontrar ali as impressões digitais de gerações anteriores.”

Fonte: phys.org