Astronomia e Universo

Um sutil "zumbido" de ondas gravitacionais proveniente da fusão de buracos negros pode ajudar a resolver a disputa cósmica sobre a velocidade de expansão do universo. Pesquisadores desenvolveram uma nova maneira de medir a expansão do universo analisando o tênue sinal de ondas gravitacionais proveniente de inúmeras fusões de buracos negros. A técnica pode ajudar a resolver a antiga discrepância de Hubble à medida que os detectores se tornam mais sensíveis. Crédito: Shutterstock Os astrônomos sabem há muitas décadas que o universo está em expansão. Para calcular a velocidade dessa expansão atualmente, os pesquisadores medem um valor chamado constante de Hubble. Diferentes técnicas são usadas para determinar esse número e, como se baseiam nas mesmas leis físicas fundamentais, deveriam coincidir. No entanto, as medições baseadas em observações do universo primordial não correspondem às medições baseadas no universo mais recente. Essa discrepância é conhecida como tensão de Hub...

Pesquisadores do CITA possuem os cálculos e simulações para explicar os misteriosos flashes da galáxia OJ 287. Em OJ 287, o buraco negro secundário atravessa repetidamente o disco que circunda o buraco negro primário, aproximadamente uma vez a cada 12 anos. Com o passar do tempo, a órbita oval desloca-se lentamente para a frente, fazendo com que o buraco negro colida com diferentes partes do disco. Cada impacto perturba o disco e produz bolhas quentes que geram os pulsos de luz que observamos.  Crédito: Ressler et al (2025), CITA   Aproximadamente duas vezes a cada 12 anos, a 3,5 bilhões de anos-luz de distância, o equivalente luminoso a um trilhão de sóis ilumina o céu noturno e desaparece ao longo dos meses seguintes. É um fenômeno que os astrônomos vêm documentando desde o final da década de 1880, originário de uma galáxia conhecida como OJ 287. Por mais de 40 anos, os astrônomos atribuíram esse comportamento de explosões estranhamente regulares a um par de buracos negros...

Cientistas começaram a desvendar a história da origem de uma colisão cataclísmica entre dois buracos negros, que parecem ter encontrado seu destino em uma trajetória orbital "esmagada" raramente observada. "Detectar a excentricidade com segurança é crucial para identificar como os buracos negros binários que vemos com ondas gravitacionais estão se formando", explica a Dra. Isobel Romero-Shaw. Crédito: Universidade de Cardiff   O evento de fusão de buracos negros binários é um dos poucos detectados pelos detectores do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO) nos EUA e seu equivalente italiano Virgo, com evidências de excentricidade detectável — um formato orbital mais oval do que circular próximo ao momento de sua fusão. A equipe internacional usou simulações de três possíveis cenários de formação para o evento, conhecido como GW200208_222617, concluindo que ele provavelmente se formou em um sistema estelar de três corpos ou outro sist...

O Universo surgiu há 13,8 bilhões de anos, em um estado extremamente denso e quente. © ESA/Webb, NASA, CSA, J. Dunlop, D. Magee, P. G. Pérez-González, H. Übler, R. Maiolino, et. al/Reprodução   Algumas centenas de milhões de anos depois, quando o cosmos já havia resfriado e se expandido o suficiente para abrigar estrelas, planetas e outros astros como os conhecemos, começaram a acontecer algumas coisas interessantes, como colisões entre buracos negros. Agora, um resquicio de uma das primeiras colisões desse tipo foi detectado pelo telescópio espacial James Webb, exatos 740 milhões de anos após a origem. Não é exatamente uma novidade que esses corpos se chocam. Os detectores de ondas gravitacionais Ligo e Virgo são especialistas em captar esse tipo de choque. O que torna essa colisão tão interessante é que ela é a mais distante já observada (e, portanto, a mais antiga). A luz de objetos distantes leva um tempo proporcional à distância para chegar até aqui, de forma que olhar...

  E eles estão levando quatro galáxias com eles! Em um esforço para entender a origem de nossas galáxias, os astrônomos detectaram um confronto galáctico insano: quatro buracos negros gigantes em galáxias anãs destinados a colidir, embora não todos no mesmo lugar. Mas cara, eles marcaram um grand slam de estreias em astronomia. Pares de buracos negros: Chandra descobre buracos negros gigantes em rota de colisão Usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, os astrônomos observaram de perto dois pares separados de galáxias anãs em fusão. Um está em um aglomerado a 760 milhões de anos-luz de distância, o outro, a mais de 3,2 bilhões. Infelizmente, nós, humanos, somos relegados às hemorragias nasais por causa disso. Ainda assim, não precisamos estar de perto para entender o significado das descobertas, que foram publicadas como um estudo no The Astrophysical Journals. De acordo com os pesquisadores, é a primeira evidência de grandes buracos negros na fusão de galáxias anãs. ...

Pela primeira vez, os astrônomos detectaram evidências de um par de galáxias anãs com buracos negros gigantes em rota de colisão entre si. Na verdade, eles não encontraram apenas um par – eles encontraram dois. Mirabilis, um dos pares de galáxias anãs detectados. (NASA/CXC/University of Alabama/M. Micic et al./International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA) O primeiro par de galáxias anãs em fusão está no aglomerado Abell 133, a cerca de 760 milhões de anos-luz da Terra, e o outro está no aglomerado de galáxias Abell 1758S, a cerca de 3,2 bilhões de anos-luz de distância. Espera-se que esses avistamentos e investigações adicionais desvendem alguns dos segredos do Universo primitivo – uma época em que esses pares de galáxias anãs em colisão com buracos negros eram muito mais comuns. “Os astrônomos encontraram muitos exemplos de buracos negros em rotas de colisão em grandes galáxias relativamente próximas, mas a busca por eles em galáxias anãs é muito mais desafiadora e até ago...

Um novo modelo sugere como as ondas gravitacionais criadas pela colisão entre buracos negros se espalham e interagem dentro do tecido do espaço-tempo. Ilustração de dois buracos negros orbitando um ao outro, emitindo ondas gravitacionais. (Crédito da imagem: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images) Quando os buracos negros colidem e se fundem para formar buracos negros ainda mais massivos, esse processo violento envia ondulações surgindo através do próprio tecido do espaço. Um novo modelo indica como essas ondas gravitacionais interagem umas com as outras à medida que se espalham pelo espaço-tempo, a unificação do espaço e do tempo popularizada pela teoria da relatividade especial de Albert Einstein.   Ao apresentar uma imagem mais clara de como as colisões de buracos negros definem o "toque" espaço-temporal, o modelo poderia indicar como os cientistas na Terra podem aprender mais sobre os eventos que os lançam usando detectores de ondas gravitacionais, como o Obs...

Crédito: Pixabay/CC0 Public Domain   Uma equipe de pesquisadores da Friedrich-Schiller-Universität Jena, Università di Torino e INFN sezione di Torino, encontrou evidências de que a colisão de buracos negros que levou a uma estranha detecção de ondas gravitacionais em 2019 se deveu a um conjunto único de circunstâncias. Em seu artigo publicado na revista Nature Astronomy, o grupo descreve a modelagem e simulação das condições que poderiam levar à assinatura única da onda gravitacional. O desenvolvimento de detectores de ondas gravitacionais levou a uma melhor compreensão do que acontece quando os buracos negros colidem. Na maioria dos casos, os dados mostraram, eles ocorrem devido a estrelas binárias explodindo e depois espiralando lentamente uma em direção à outra até se encontrarem em um centro gravitacional e se fundirem. Mas então, em 21 de maio de 2019, ondas gravitacionais foram detectadas a partir da fusão de dois buracos negros, mas os dados mostraram que nenhum dos buracos...

  Desde que os astrônomos detectaram pela primeira vez neutrinos de alta energia vindos de direções aleatórias no espaço, eles não foram capazes de descobrir o que os gera. Mas uma nova hipótese sugere uma fonte improvável: as fusões de buracos negros. Imagem de uma simulação numérica de uma fusão desigual de buracos negros binários em massa, com parâmetros consistentes com GW190412. Crédito: N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Instituto Max Planck de Física Gravitacional), Simulando o projeto eXtreme Spacetimes Neutrinos são partículas extremamente fantasmagóricas. O transporte não carregacarga elétricae eles interagem apenas raramente com matéria normal através da fraca força nuclear. Trilhões de neutrinos passam por cada centímetro quadrado do seu corpo a cada segundo. Então é preciso observatórios enormes para capturá-los. O maior de todos é o Observatório de Neutrinos IceCube, que é uma série de detectores afundados no manto de gelo antártico no Polo Sul. Ocasionalmente,...

  Uma imagem de uma simulação de fusão de buracos negros. (NASA Godard) Astrônomos identificaram um comportamento estranho de uma galáxia localizada a cerca de um bilhão de anos-luz. Segundo os dados obtidos, as flutuações na luz do centro da galáxia SDSS J1430+2303 se assemelham a um par de buracos negros supermassivos, com cerca de 200 milhões de sóis de massa combinada, em iminente rota de colisão entre si. Apesar de “iminente” em termos cósmicos muitas vezes significar “por toda a vida”, neste caso, os cientistas preveem que, se for comprovado que os sinais são de dois buracos negros colossais, eles vão colidir nos próximos três anos. Acredita-se que essa pode ser a chance mais clara de assistir ao fenômeno. Como ainda restam dúvidas sobre o que de fato está acontecendo no centro da galáxia, os pesquisadores aconselham que as observações sejam mantidas até que algo mais conclusivo possa ser identificado. A primeira colisão de buracos negros foi detectada em 2015 e lançou ...

Um buraco negro geralmente é onde a informação desaparece – mas os cientistas podem ter encontrado um truque para usar seus últimos momentos para nos contar sobre a história do universo. Em um novo estudo, dois astrofísicos da Universidade de Chicago estabeleceram um método de como usar pares de buracos negros em colisão (mostrado como uma representação de um artista acima) para medir a rapidez com que nosso universo está se expandindo. Crédito: Simulando o projeto eXtreme Spacetimes (SXS) Em um novo estudo publicado na Physical Review Letters , dois astrofísicos da Universidade de Chicago estabeleceram um método de como usar pares de buracos negros em colisão para medir a rapidez com que nosso universo está se expandindo – e assim entender como o universo evoluiu, o que é feito de, e para onde está indo.  Em particular, os cientistas pensam que a nova técnica, que eles chamam de "sirene espectral", pode nos contar sobre os anos de "adolescência" do universo. Um g...

  Buracos negros colidem. Sim.   Previsto pela teoria da relatividade de Einstein, a colisão entre buracos negros é um evento tão energético que sua evidência é detectada através do tecido espaço-tempo em si. Assim como quando uma pedra cai na água e gera ondas, quando dois buracos negros colidem, parte da energia do sistema é liberada em formas de ondas gravitacionais. O espaço literalmente distorce. A primeira detecção de ondas gravitacionais foi feita pela colaboração LIGO em 2015, e desde então mais e mais ondas são detectadas. A partir do formato da onda podemos inferir propriedades do antigo sistema, como massas total a individuais dos objetos que colidiram formando um só. Uma equipe liderada por astrônomos da Caltech encontrou um par de buracos negros em rota de colisão, com a previsão da colisão final para daqui a 10.000 anos. Parece muito, mas considerando o tempo total que a dança de colisão entre buracos negros leva para acontecer, podemos falar que esse par c...

  O segredo para a emissão de luz visível está na matéria que envolve os buracos negros originais.  [Imagem: Caltech/R. Hurt (IPAC)]   Luz da escuridão   Uma nota publicada pela NASA na última sexta-feira chamou a atenção para uma pesquisa publicada sem grande alarde em junho passado, mas que aponta para uma possibilidade intrigante.   Matthew Graham e seus colegas do Observatório Palomar, nos EUA, acreditam ter flagrado a luz gerada pela colisão de dois buracos negros.   Os buracos negros são completamente escuros em termos de luz visível - eles emitem a chamada radiação Hawking - e seria de se esperar que esse quadro permanecesse o mesmo no caso de colisões ou fusões desses corpos supermassivos.   No entanto, algumas teorias sugerem a possibilidade de que uma fusão de dois buracos negros poderia produzir um sinal de luz visível ao fazer com que a matéria próxima ao evento irradiasse.   Se Graham e seus colegas estiverem certos, eles pode...

Como os buracos negros se fundem e produzem ondas gravitacionais? Talvez com uma pequena ajuda de seus amigos. A dança em espiral de um par de buracos negros em colisão deve durar bilhões de anos. No entanto, capturamos cerca de 10 colisões de buracos negros desde 2016 - muito mais do que esperávamos. Algum processo deve estar em ação para acelerar o processo de colisão, para fazer com que os buracos negros se reúnam mais rapidamente do que o previsto. O problema começa antes que os buracos negros se formem. Buracos negros são essencialmente relíquias mortas de estrelas massivas. À medida que essas estrelas progenitoras envelhecem, elas passam por uma fase quando se expandem para estrelas supergigantes várias vezes seu tamanho original. Nesse ponto, se duas estrelas estão orbitando juntas, uma será submersa na outra e o par colidirá antes de se tornar um buraco negro. Isso sugere que qualquer par de grandes buracos negros deve começar sua existência extremamente distan...