Buraco negro ‘pool’ pode explicar aspectos estranhos da fusão de buracos negros de 2019

Em 2019, a colaboração LIGO/VIRGO capturou um sinal de onda gravitacional de uma fusão de buracos negros que provou ser um dos livros de recordes. Apelidado de ‘GW190521’, foi o mais massivo e mais distante já detectado, produzindo o sinal mais energético detectado até o momento, aparecendo nos dados como mais ‘alto’ do que o ‘chirp’ usual.

Além disso, o novo buraco negro resultante da fusão era cerca de 150 vezes mais poderoso que o peso do nosso Sol, tornando GW190521 a primeira observação direta de um buraco negro de massa intermediária. Ainda mais estranho, os dois buracos negros que se fundiram estavam presos em uma órbita elíptica (não circular), e seus eixos de rotação estavam inclinados mais do que o normal em comparação com essas órbitas.

Os físicos gostam de apresentar um quebra-cabeça intrigante que não parece se encaixar imediatamente na teoria bem estabelecida, e GW190521 deu a eles exatamente isso. Novas simulações teóricas sugerem que todos esses aspectos estranhos podem ser explicados pela presença de um único terceiro buraco negro batendo a última dança do sistema binário para produzir uma “dança bagunçada”, de acordo com novo papel Publicado na revista Nature.

como nós somos mencionei anteriormenteEm 21 de maio de 2019, os detectores da colaboração captaram o sinal revelador de uma fusão binária de buracos negros: quatro vibrações curtas com duração inferior a um décimo de segundo. Quanto mais curto o sinal, mais massivos são os buracos negros que estão se fundindo – neste caso, 85 e 66 massas solares, respectivamente. Os buracos negros se fundiram para formar um novo buraco negro maior que cerca de 142 massas solares, emitindo o equivalente a oito massas solares no processo – assim, o sinal forte foi captado pelos detectores.

O que tornou esse evento tão incomum é que a medição de 142 massas solares está no meio do que é conhecido como “gap de massa” dos buracos negros. A maioria desses objetos se divide em dois grupos: buracos negros de massa estelar (variando de algumas massas solares a dezenas de massas solares) e buracos negros supermassivos, como aqueles no meio de nossa Via Láctea (variando de centenas de milhares a bilhões de massas solares). O primeiro é causado pela morte de estrelas massivas em uma supernova colapsando em seu núcleo, enquanto o processo de formação do último permanece um mistério.

O fato de um ancestral de buraco negro pesar 85 massas solares também é incomum, pois isso entra em conflito com os modelos atuais de evolução estelar. Os tipos de estrelas que dariam origem a buracos negros entre 65 e 135 massas solares não seriam supernovas e, portanto, não acabariam como buracos negros. Em vez disso, essas estrelas se tornarão instáveis ​​e perderão grande parte de sua massa. Só então eles se tornarão uma supernova – mas o resultado será um buraco negro com menos de 65 massas solares.