Os cientistas descobriram que os buracos negros mais massivos do Universo podem formar-se em ambientes estelares densos, ou nos chamados aglomerados globulares. É nestes aglomerados que os conflitos violentos são comuns, sugerindo um novo olhar perturbador para estes titãs cósmicos do nosso universo.
Os cientistas apontaram para esta possível origem de enormes Buracos negros Ao estudar as ondulações no espaço e no tempo – unificadas em uma única entidade chamada espaço-tempo – também conhecidas Ondas gravitacionais. Ouvi as Ondas” em Terra Com nosso detector de ondas gravitacionais altamente sensível, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO), Gagra e Virgem. Ondas gravitacionais foram previstas pela primeira vez Albert Einstein Em 1915 ele ficou conhecido como parte de sua teoria da gravitação Relatividade geral. Eles são iniciados quando eventos energéticos, como colisões e fusões de buracos negros, desencadeiam ressonância espaço-temporal.
A equipe por trás da pesquisa analisou 153 detecções de fusão de buracos negros no Catálogo Transiente de Ondas Gravitacionais (GWTC4) versão 4.0 do LIGO-Virgo-KAGRA. Estrela entra em colapso.
“A astronomia de ondas gravitacionais agora faz mais do que contar fusões de buracos negros”, disse em comunicado o líder da equipe, Fabio Antonini, da Universidade de Cardiff, na Inglaterra. “Isto está a começar a revelar como os buracos negros crescem, onde crescem e o que nos dizem sobre a vida e a morte de estrelas massivas. Isto é emocionante porque podemos usar esta informação para testar a nossa compreensão de como as estrelas e os enxames se formam no Universo.”
Observe a lacuna!
A investigação das ondas gravitacionais da equipa sobre a origem dos buracos negros supermassivos revelou duas populações distintas de buracos negros. Antonini e colegas descobriram uma população de buracos negros de baixa massa que parecem ter nascido quando estrelas massivas morreram em explosões de supernovas e os seus núcleos sofreram colapso gravitacional. Eles também observaram que a população de buracos negros gira, indicando que eles se formam através de uma cadeia de conexões hierárquicas entre buracos negros menores em aglomerados estelares densos.
É uma revelação que chocou até a equipe por trás do estudo.
“O que é realmente surpreendente para nós é que os buracos negros de grande massa se destacam como uma população distinta,” afirma Isobel Romero-Shaw, membro da equipa, da Universidade de Cardiff. “Ao contrário dos sistemas de baixa massa que analisámos, que normalmente giram lentamente, os sistemas de alta massa coincidem com rotações de alta velocidade, orientadas em direcções aparentemente aleatórias. Esta é a assinatura exacta que esperaríamos quando os buracos negros se fundissem repetidamente em densos aglomerados estelares.
A investigação da equipa sugere evidências de uma longa “lacuna de massa” teórica relacionada com a vida posterior das estrelas. Isto sugere que estrelas massivas não entram em colapso para formar buracos negros quando morrem, mas em vez disso sofrem uma explosão de supernova que as destrói completamente.
Isto, por sua vez, sugere que existe um limite de massa restrito para buracos negros de massa estelar nascidos de estrelas em colapso, resultando no colapso de estrelas muito massivas antes da formação de um buraco negro. A equipe acredita que este limite de massa restrito começa em 45 vezes a massa o sol. Os pesquisadores propõem que buracos negros com massas maiores que esta se formem por meio de fusões.
“Em nosso estudo, encontramos evidências do intervalo de massa de incerteza de pares há muito previsto – a faixa de massas além da qual se espera que as estrelas não deixem buracos negros. Detectores de ondas gravitacionais detectaram com sucesso buracos negros que parecem estar nesse intervalo ou perto dele. “Então, a questão principal agora é: esses buracos negros nos dizem que nossos modelos de evolução de galáxias estão errados, ou eles são formados de uma maneira diferente?”
As descobertas da equipe podem revelar mais sobre a morte de estrelas massivas e como os corpos estelares se comportam quando presos em regiões milhões de vezes mais densas que o quintal cósmico do Sol.
“Os buracos negros supermassivos na amostra atual falam-nos não apenas sobre a evolução estelar, mas também sobre a dinâmica dos aglomerados”, disse Antonini. “Para além de cerca de 45 massas solares, a distribuição de spin é difícil de explicar apenas pelos binários interestelares comuns, mas é naturalmente explicada se estes buracos negros já estiverem ligados em aglomerados densos.”
Os resultados foram publicados na revista quinta-feira (7 de maio). Astronomia Natural.
