⚫ Vertiginoso: este buraco negro foi impulsionado a 180.000 km/h
Quando dois buracos negros de tamanhos muito diferentes colidem, eles geram ondas gravitacionais, essas ondulações do 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".
Esta descoberta foi possível graças à análise do sinal GW190412, captado em 2019.
Ao estudar, através das ondas gravitacionais, as características dos dois buracos negros iniciais – sua massa e velocidade de rotação – eles puderam determinar a direção e a velocidade de recuo do buraco negro final.
O resultado é impressionante: o buraco negro foi projetado a mais de 50 km/s (aproximadamente 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 novamente com outros, limitando assim a formação de buracos negros supermassivos.
Compreender esses mecanismos é essencial para traçar a evolução das grandes estruturas cósmicas e o crescimento dos buracos negros ao longo do tempo.
Este avanço também abre caminho para observações futuras combinando ondas gravitacionais e luz visível, oferecendo um novo olhar sobre os fenômenos mais violentos do Universo. Como destacou um coautor do estudo, esses resultados demonstram o poder das ondas gravitacionais como ferramenta para explorar o invisível.
Animação da fusão de dois buracos negros
Crédito: SXS
Ondas gravitacionais
As ondas gravitacionais são deformações 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 permitem detectar fenômenos invisíveis para telescópios clássicos. Os detectores, instrumentos de alta precisão, medem variações ínfimas de distância, da ordem de uma fração do tamanho de um átomo.
A análise desses sinais fornece informações valiosas sobre a massa, rotação e 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, pode escapar. Eles geralmente nascem do colapso de estrelas massivas no final da vida, mas também podem resultar da fusão entre vários buracos negros menores.
Quando se fundem, esses astros liberam uma energia colossal na forma de ondas gravitacionais. A massa e o tamanho dos buracos negros determinam então a intensidade do evento e as propriedades do buraco negro resultante.
Os "chutes natais", como o observado no evento GW190412, desempenham um papel importante: ao expulsar certos buracos negros para fora de seu ambiente estelar, eles impedem a multiplicação de fusões sucessivas. Isso limita o crescimento desses objetos em direção a buracos negros supermassivos que reinam no centro das galáxias.