Uma equipe de astrofísicos relata ter feito as primeiras detecções de colisões entre estrelas de nêutrons e buracos negros. As detecções, com dez dias de intervalo, representam duas dessas enormes uniões cósmicas.
Em janeiro de 2020, a Terra estremeceu levemente quando ondas de choque imperceptíveis aos sentidos humanos passaram pelo planeta. Essas ondulações eram ondas gravitacionais, perturbações no espaço-tempo geradas por todos os objetos massivos, mas apenas detectáveis em eventos extremamente grandes, como dois buracos negros colidindo. As ondas eram fortes o suficiente para serem captadas pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (mais conhecido como Ligo) em Louisiana (EUA) e por um experimento similar no European Gravitational Observatory, na Itália. Esses testes detectam ondas gravitacionais usando um arranjo sensível de espelhos e feixes de laser.
Os buracos negros são pontos no espaço com campos gravitacionais tão intensos que nem mesmo a luz consegue escapar. Eles se formam quando uma estrela morre e colapsa sobre si mesma. As estrelas de nêutrons se formam de maneira semelhante; elas são os restos extremamente densos em colapso de estrelas mortas e são compostos principalmente de nêutrons compactados.
Susan Scott, astrofísica da Australian National University e coautora do novo estudo, disse em um e-mail que quanto mais detecções a equipe fizer, mais os pesquisadores aprenderão sobre como essas estrelas terminaram em espirais mortais com buracos negros.
Os cientistas determinam os jogadores envolvidos nessas colisões cômicas com base em suas massas, que são calculadas por suas características das ondas gravitacionais; se um dos objetos tem cerca de duas vezes a massa do nosso Sol ou mais leve, eles imaginam que seja uma estrela de nêutrons. Se uma massa é cinco vezes maior que o nosso Sol, eles dizem que é um buraco negro. As novas descobertas foram publicadas nesta terça (29) no Astrophysical Journal Letters.
“Embora as ondas gravitacionais por si só não revelem a estrutura do objeto mais leve, podemos deduzir sua massa máxima”, disse Bhooshan Gadre, astrofísico do Instituto Max Planck de Física Gravitacional, em um comunicado à imprensa. “Combinando essas informações com previsões teóricas de massas esperadas de estrelas de nêutrons em tal sistema binário, concluímos que uma estrela de nêutrons é a explicação mais provável.”
Os dois eventos foram detectados com 10 dias de intervalo, em 5 de janeiro e 15 de janeiro de 2020. Os pesquisadores não têm certeza de onde no universo as ondas vieram, mas sabem que elas estavam a 900 milhões e 1 bilhão de anos-luz de distância, respectivamente, com base na força das ondas em comparação com a que os pesquisadores esperavam que fossem em sua origem. Scott disse que, embora os fenômenos sejam chamados de “fusões” entre buracos negros e estrelas de nêutrons, é mais provável que os buracos negros estejam “engolindo” as estrelas de nêutrons do que os dois colidindo no espaço.
Com base nas duas detecções recentes, a equipe de pesquisa estima que uma dessas fusões ocorre cerca de uma vez por mês dentro de um bilhão de anos-luz da Terra. A próxima rodada de observação para os detectores, marcada para começar no meio do ano que vem, terá como objetivo encontrar mais eventos semelhantes. “Também estamos buscando novos tipos de fontes, como ondas gravitacionais de uma explosão de supernova, e também um fluxo contínuo de ondas gravitacionais mais fracas provenientes de uma estrela de nêutrons em rotação”, disse Scott. Segundo o cientista “isso ajudará ainda mais a entender a natureza de material de estrela de nêutrons”.
As primeiras fusões confirmadas de buracos negros e estrelas de nêutrons aconteceram, e certamente não são as últimas. Esperamos que a próxima corrida de observação revele mais desses pares notáveis.
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