MADRID 14 jul. (EUROPA PRESS) -
A Colaboração Internacional LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) detectou a fusão dos buracos negros mais massivos já observados com ondas gravitacionais usando os observatórios LIGO, financiados pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA (NSF). A poderosa fusão produziu um buraco negro final com uma massa cerca de 225 vezes maior que a do nosso Sol. O sinal, batizado de GW231123, foi detectado durante o quarto ciclo de observação da rede LVK em 23 de novembro de 2023.
O GW231123 será apresentado na 24ª Conferência Internacional sobre Relatividade Geral e Gravitação (GR24) e na 16ª Conferência Edoardo Amaldi sobre Ondas Gravitacionais, que serão realizadas em conjunto na reunião GR-Amaldi em Glasgow, Escócia, Reino Unido, de 14 a 18 de julho de 2025. Os dados calibrados usados para detectar e estudar o GW231123 serão disponibilizados para análise por outros pesquisadores por meio do Gravitational Waves Open Science Centre (GWOSC).
O LIGO, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria a Laser dos Estados Unidos, fez história em 2015 ao detectar diretamente ondas gravitacionais, ondulações no espaço-tempo, pela primeira vez. Nesse caso, as ondulações emanaram da fusão de um buraco negro que deu origem a um buraco negro final com uma massa 62 vezes maior que a do nosso Sol. O sinal foi detectado conjuntamente pelos detectores gêmeos do LIGO, um localizado em Livingston, Louisiana, e o outro em Hanford, Washington (EUA).
Desde então, a equipe do LIGO juntou-se a parceiros do detector Virgo, na Itália, e do KAGRA (Kamioka Gravitational Wave Detector), no Japão, para formar a LVK Collaboration. Juntos, esses detectores observaram mais de 200 fusões de buracos negros em seu quarto ciclo de análise, e cerca de 300 no total desde o início do primeiro ciclo em 2015.
Até agora, a fusão de buracos negros mais massiva (produzida por um evento que ocorreu em 2021 chamado GW190521) tinha uma massa total 140 vezes maior que a do Sol. No evento mais recente, GW231123, o buraco negro de 225 massas solares foi criado pela coalescência de buracos negros, cada um com cerca de 100 e 140 vezes a massa do Sol.
Além de suas massas elevadas, os buracos negros também giram rapidamente. "Esse é o sistema binário de buraco negro mais massivo que já observamos usando ondas gravitacionais e representa um verdadeiro desafio para nossa compreensão da formação de buracos negros", diz Mark Hannam, da Universidade de Cardiff e membro da Colaboração LVK. "Buracos negros com essa massa são proibidos nos modelos padrão de evolução estelar. Uma possibilidade é que os dois buracos negros desse sistema binário tenham sido formados por fusões anteriores de buracos negros menores.
Dave Reitze, diretor executivo do LIGO no Caltech, explica: "Essa observação demonstra mais uma vez como as ondas gravitacionais revelam de forma única a natureza fundamental e exótica dos buracos negros em todo o universo.
A alta massa e a rotação extremamente rápida dos buracos negros no GW231123 testam os limites da tecnologia de detecção de ondas gravitacionais e dos modelos teóricos atuais. A extração de informações precisas do sinal exigiu o uso de modelos que levassem em conta a dinâmica complexa dos buracos negros de alta rotação.
"Os buracos negros parecem girar muito rápido, perto do limite permitido pela teoria da relatividade geral de Einstein", explica Charlie Hoy, da Universidade de Portsmouth (Reino Unido) e membro do LVK. "Isso dificulta a modelagem e a interpretação do sinal. É um excelente estudo de caso para desenvolver ainda mais nossas ferramentas teóricas.
Os pesquisadores continuam a refinar suas análises e a aprimorar os modelos usados para interpretar esses eventos extremos. "Levará anos para a comunidade desvendar completamente esse intrincado padrão de sinal e todas as suas implicações", confirma Gregorio Carullo, da Universidade de Birmingham, Reino Unido, e membro do LVK. "Embora a explicação mais provável continue sendo a fusão de buracos negros, cenários mais complexos podem ser a chave para decifrar suas características inesperadas.
Os detectores de ondas gravitacionais, como o LIGO, o Virgo e o KAGRA, foram projetados para medir pequenas distorções no espaço-tempo causadas por eventos cósmicos violentos. O quarto ciclo de observação começou em maio de 2023, e observações adicionais da primeira metade do ciclo (até janeiro de 2024) serão publicadas no final do verão.
"Esse evento leva nossos recursos de instrumentação e análise de dados ao limite do que é possível atualmente", prevê Sophie Bini, pesquisadora de pós-doutorado no Caltech e membro do LVK. "É um exemplo poderoso do quanto podemos aprender com a astronomia de ondas gravitacionais e do quanto ainda há para descobrir.
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