A Colaboração LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) detectou a fusão dos buracos negros mais massivos alguma vez observados através de ondas gravitacionais.
© Caltech (nova fusão de buracos negros)
A poderosa fusão produziu um buraco negro final com aproximadamente 225 vezes a massa do nosso Sol. O sinal, designado GW231123, foi detectado durante a quarta campanha de observação da rede LVK no dia 23 de novembro de 2023.
O LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) entrou para a história em 2015 quando fez a primeira detecção direta de ondas gravitacionais, ondulações no espaço-tempo. Nesse caso, as ondas emanavam de uma fusão de buracos negros que resultou num buraco negro final com uma massa 62 vezes superior à do nosso Sol. O sinal foi detectado conjuntamente pelos detectores gêmeos do LIGO, um localizado em Livingston, no estado norte-americano do Louisiana, e o outro em Hanford, Washington.
Desde então, a equipe do LIGO juntou-se a parceiros do detector Virgo, na Itália, e do KAGRA (Kamioka Gravitational Wave Detetor), no Japão, para formar a Colaboração LVK. Estes detectores observaram coletivamente mais de 200 fusões de buracos negros na sua quarta campanha, e cerca de 300 no total desde o início da primeira em 2015.
Até agora, a fusão de buracos negros mais massiva, produzida por um evento que teve lugar em 2021 chamado GW190521, tinha uma massa total de 140 vezes a do Sol. No evento mais recente, GW231123, o buraco negro de 225 massas solares foi criado pela coalescência de buracos negros com massas aproximadamente 100 e 140 vezes superiores à do Sol. Para além das suas massas elevadas, os buracos negros estão também girando rapidamente.
Buracos negros tão massivos são proibidos pelos modelos padrão de evolução estelar. Uma possibilidade é que os dois buracos negros deste par se tenham formado através de fusões anteriores de buracos negros mais menores.
A elevada massa e a rotação extremamente rápida dos buracos negros de GW231123 empurram os limites da tecnologia de detecção de ondas gravitacionais e os modelos teóricos atuais. A extração de informação precisa do sinal exigiu a utilização de modelos que têm em conta a intrincada dinâmica dos buracos negros em alta rotação, perto do limite permitido pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein.
Os pesquisadores continuam aperfeiçoando a sua análise e melhorando os modelos utilizados para interpretar estes fenômenos extremos. Os detectores de ondas gravitacionais, como o LIGO, o Virgo e o KAGRA, foram concebidos para medir distorções minúsculas no espaço-tempo causadas por eventos cósmicos violentos. A quarta série de observações começou em maio de 2023, e as observações adicionais da primeira metade da campanha (até janeiro de 2024) serão publicadas no final do verão.
Fonte: Max Planck Institute for Gravitational Physics