Vertiginoso: este buraco negro foi impulsionado a 180.000 km/h

Pela primeira vez, cientistas mediram diretamente a velocidade de recuo de um buraco negro recém-formado após uma fusão cataclísmica, fornecendo insights sem precedentes sobre esses eventos extremos.

Animação da fusão de dois buracos negros.Crédito: SXS 

Quando dois buracos negros de tamanhos muito diferentes colidem, eles geram ondas gravitacionais — as ondulações no espaço-tempo previstas por Albert Einstein . A diferença de massa entre os dois objetos cria um desequilíbrio que impulsiona o buraco negro final a uma velocidade significativa: é o que os astrofísicos chamam de "chute natal".

Essa descoberta foi possível graças à análise do sinal GW190412, capturado em 2019.

Ao estudar as características dos dois buracos negros iniciais — sua massa e velocidade de rotação — usando ondas gravitacionais, eles conseguiram determinar a direção e a velocidade de recuo do buraco negro final.

O resultado é impressionante: o buraco negro foi impulsionado a mais de 50 km/s (cerca de 180.000 km/h). Nessa velocidade, ele poderia percorrer a distância entre Paris e Tóquio (9.700 km) em três minutos. Tal deslocamento é suficiente para ejetar o buraco negro de seu aglomerado estelar original. Isso impede que ele se funda com outros novamente, limitando assim a formação de buracos negros supermassivos.

Entender esses mecanismos é essencial para rastrear a evolução de grandes estruturas cósmicas e o crescimento de buracos negros ao longo do tempo.

Esse avanço também abre caminho para futuras observações combinando ondas gravitacionais e luz visível, oferecendo uma nova perspectiva sobre os fenômenos mais violentos do Universo. Como apontou um coautor do estudo, esses resultados demonstram o poder das ondas gravitacionais como uma ferramenta para explorar o invisível.

Ondas gravitacionais

Ondas gravitacionais são distorções do espaço-tempo produzidas por eventos astrofísicos extremamente energéticos, como a fusão de buracos negros ou estrelas de nêutrons. Previstas por Albert Einstein em 1916, foram observadas pela primeira vez em 2015 pelo interferômetro LIGO.

Essas ondas se propagam à velocidade da luz e podem detectar fenômenos invisíveis aos telescópios convencionais. Os detectores, instrumentos de alta precisão, medem pequenas variações de distância, da ordem de uma fração do tamanho de um átomo.

A análise desses sinais fornece informações valiosas sobre a massa, a rotação e a distância dos objetos envolvidos, revolucionando nossa compreensão do Universo.

Buracos negros e sua formação

Um buraco negro é uma região do espaço onde a gravidade é tão intensa que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar. Geralmente, nascem do colapso de estrelas massivas no final de suas vidas, mas também podem resultar da fusão de vários buracos negros menores.

Ao se fundirem, essas estrelas liberam energia colossal na forma de ondas gravitacionais. A massa e o tamanho dos buracos negros determinam a intensidade do evento e as propriedades do buraco negro resultante.

"Chutes de natalidade", como o observado no evento GW190412, desempenham um papel importante: ao expulsar certos buracos negros de seu ambiente estelar, eles impedem a multiplicação de fusões sucessivas. Isso limita o crescimento desses objetos em direção aos buracos negros supermassivos que reinam nos centros das galáxias.

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