Os astrônomos estão intrigados com observações que mostram um buraco preto colidindo com um objeto misterioso de tamanho incomum.
Uma novidade pesquisa publicada no The Astrophysical Journal Letters descreve uma colisão entre um buraco preto e um objeto ainda a ser identificado. No momento deste encontro celestial, o buraco preto tinha uma tamanho 23 vezes maior que a do nosso Sol, mas o objeto ignoto tinha exclusivamente 2,6 vezes a tamanho do Sol, o que, porquê veremos adiante, é estranho.
Os cientistas por trás do novo cláusula, que tem a astrofísica Vicky Kalogera, da Northwestern University, porquê um das co-autoras, dizem que o objeto menor pode ser um buraco preto ou uma estrela de nêutrons — uma estrela de nêutrons é o remanescente super denso de uma estrela explodida.
Um buraco preto de 2,6 massas solares seria o menor já registrado — o buraco preto mais ligeiro espargido tem 5 massas solares. Por outro lado, uma estrela de nêutrons com essa tamanho seria a maior já registrada — as estrelas de nêutrons mais pesadas têm entre 2,3 e 2,4 massas solares.
Seja um ou seja outro, não é zero que os astrônomos já tenham visto antes — e, de indumento, poderia simbolizar uma classe inteiramente novidade de objetos compactos e densos.
“Essa invenção é chocante porque encontramos um objeto com uma tamanho que não era esperada”, explica Imre Bartos, astrofísico da Universidade da Flórida e co-responsável do novo estudo, em um e-mail para o Gizmodo. Segundo ele, acreditava-se que esta filete de objetos compactos entre 2,2 e 5 massas solares era desabitada. Esse pausa místico, aliás, é publicado porquê pausa de tamanho.
“Na minha opinião, a secção mais intrigante deste estudo é a detecção de um objeto no ‘intevalo de tamanho’, que é uma espécie de terreno de ninguém entre a estrela de nêutrons mais pesadas e os buracos negros mais leves que medimos”, explica Thankful Cromartie, astrofísica da Universidade da Virgínia e do Observatório Pátrio de Radioastronomia que não estava envolvida com o novo estudo.
“Infelizmente, é impossível expressar o que é, em secção porque a ‘deformação de marés’ ou o distensão de estrelas de nêutrons, que geralmente é detectável nas fusões de estrelas de nêutrons, está asfixiado pela assimetria dessa fusão.”
Dito isto, as evidências observacionais disponíveis e as previsões teóricas de massas estelares de nêutrons aceitáveis ”indicam que esse objeto provavelmente é um buraco preto muito ligeiro”, disse ela. Se isso for uma estrela de nêutrons genuína, “teremos que reconsiderar radicalmente o modo porquê a material se comporta em densidades extremamente altas”.
Os astrônomos já haviam testemunhado interações entre dois buracos negros, e até mesmo estrelas de nêutrons colidindo com outras estrelas de nêutrons, mas não um buraco preto colidindo com uma estrela de nêutrons. Se confirmada, essa fusão cósmica, denominada evento GW190814, seria a primeira. O Gizmodo escreveu sobre pesquisas preliminares sobre esse evento no ano pretérito.
O GW190814 foi desvelado em 14 de agosto de 2019 pelo pelo Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO) da Instalação Pátrio da Ciência dos EUA e pelo detector Virgo.
Essa fusão, localizada a 8 milhões de anos-luz da Terreno, foi tão importante que criou ondulações no tecido do espaço-tempo. Elas irradiaram na forma de ondas gravitacionais que finalmente alcançaram detectores na Terreno (obrigado, Einstein!).
A discrepância na tamanho dos dois objetos, na proporção de 9:1, representa um novo extremo para um evento de vaga gravitacional. O recorde anterior de disparidade de tamanho pertencia ao GW190412 — uma colisão envolvendo dois buracos negros — que apresentava uma proporção de tamanho de 4: 1.
Fusões cósmicas anteriores envolvendo estrelas de nêutrons, porquê o GW170817, de agosto de 2017, produziram ondas de luz detectáveis além de ondas gravitacionais, mas nenhuma luz foi detectada...
nessa fusão, apesar do traje de vários observatórios ao volta do mundo se voltara para o lugar em seguida cientistas do LIGO e do Virgo terem enviado um alerta.
É provável, dizem os autores, que a luz do GW170817 estivesse muito fraca, dadas as vastas distâncias envolvidas. Ou logo o objeto ignoto era um buraco preto, embora um buraco preto surpreendentemente aquém do peso. Os pesquisadores sugerem outra possibilidade: era uma estrela de nêutrons que foi devorada pelo buraco preto em um grande gole, em uma fusão rápida que não produziu luz.
Uma imagem de uma visualização dos objetos mesclados, representados porquê dois buracos negros emitindo ondas gravitacionais. Imagem: N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Instituto Max Planck de Física Gravitacional), Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) Collaboration
Isso tudo é intrigante. Porquê Charlie Hoy, membro da LIGO Scientific Collaboration e estudante de pós-graduação da Universidade de Cardiff, diz em um enviado: “Nascente é o primeiro vislumbre do que poderia ser uma população totalmente novidade de objetos binários compactos.”
Cromartie disse que é improvável que o objeto mais ligeiro seja uma estrela de nêutrons, “apesar de que levante resultado seria emocionante”. Atualmente, não somos capazes de desenredar com certeza o que é o objeto, “mas é importante não gastar muita pujança considerando essa possibilidade”, já que equipe do LIGO declarou explicitamente que isso não é provável, diz a astrofísica.
A origem do objeto mais ligeiro, de suas 2,6 massas solares, permanece sendo outro mistério. Tanto as estrelas de nêutrons quanto os buracos negros nascem quando estrelas massivas colapsam sob sua própria seriedade, disse Bartos, mas o novo objeto é “inconsistente com essa evolução, logo alguma coisa deve ter criado outra coisa senão uma estrela que está morrendo”.
Uma possibilidade interessante, diz Bartos, é que esse objeto tenha emergido da colisão de duas estrelas de nêutrons de “tamanho normal”, que tendem a tarar muro de 1,3 tamanho solar. Assim, as duas poderiam se somar e formar a tamanho observada. Bartos acrescenta:
O vestimenta de tal colisão ter sido seguida pela colisão do objeto remanescente com um buraco preto sugere que existe qualquer tipo de “risca de montagem” em ação cá. Isso é realmente esperado no universo, em lugares onde existem muitos buracos negros e estrelas de nêutrons nas proximidades. Nascente é o caso no meio de todas as galáxias em que esses objetos migram devido à atração do buraco preto supermassivo medial, que é encontrado em basicamente todas as galáxias. Também pode ajudar se alguma coisa facilitar as colisões, porquê um grande inspiração de gás que se forma um disco ao volta do buraco preto supermassivo, e depois coleta e monta os pequenos buracos negros e estrelas de nêutrons. Na verdade, [esta é] outra grande surpresa sobre esse evento, as massas muito diferentes dos dois objetos em colisão, [isso] também aponta para um encontro violento.
O próximo passo será confirmar e estudar mais fusões cósmicas. A boa notícia é que são esperadas mais detecções nos próximos meses e anos, à medida que nossos instrumentos astronômicos melhoram pouco a pouco.
“A taxa de descobertas está acelerando — essa foi exclusivamente a terceira colisão publicada pelo LIGO e pelo Virgo dentre os mais de 50 candidatos que ainda estamos analisando”, diz Bartos. Nos próximos anos, a taxa de descobertas aumentará ainda mais em uma velocidade considerável, disse ele, “para que possamos esperar detecções mais empolgantes” em uma base praticamente diária. Uau.
