Dois
eventos deste tipo – com apenas 10 dias de intervalo – foram detetados
por uma equipa de astrofísicos. Trata-se da primeira deteção de um
buraco negro a fundir-se com uma estrela de neutrões.
“As
ondas gravitacionais permitiram-nos detetar colisões de pares de
buracos negros e de pares de estrelas de neutrões, mas a colisão mista
de um buraco negro com uma estrela de neutrões era a peça que faltava na
imagem familiar de fusões de objetos compactos”, disse Chase Kimball,
da Universidade Northwestern, nos EUA, citado pelo EurekAlert.
“Completar
este quadro é crucial para restringir a variedade de modelos
astrofísicos de formação de objetos compactos e evolução binária.
Inerentes a esses modelos estão as suas previsões das taxas de fusão de
buracos negros e estrelas de neutrões. Com estas deteções, temos
medições das taxas de fusão em todas as três categorias de fusões
binárias compactas”, acrescentou.
A
equipa observou os dois novos eventos de ondas gravitacionais –
denominados GW200105 e GW200115 – entre 5 e 15 de janeiro de 2020 e foi
pioneira a captar luz nestes tipos de eventos.
“Após
a tentadora descoberta, anunciada em junho de 2020, de uma fusão de um
buraco negro com um objeto misterioso, que poderia ser a estrela de
neutrões mais massiva conhecida, é emocionante ter a deteção de fusões
mistas claramente identificadas, conforme previsto pelos nossos modelos
teóricos há décadas”, disse a investigadora Vicky Kalogera.
“Combinar
quantitativamente as restrições de taxa e propriedades para todos os
três tipos de população será uma maneira poderosa de responder às
questões fundamentais das origens”, completou.
O
GW200115 resultou da fusão de um buraco negro de seis massas solares
com uma estrela de neutrões de 1,5 massas solares, a cerca de mil
milhões de anos-luz da Terra. Com as observações dos três detetores na
Terra, a direção da origem das ondas pode ser determinada para uma parte
do céu equivalente à área coberta por 2.900 luas cheias.
Apenas
10 dias antes, o LIGO detetou um sinal forte do GW200105, usando apenas
um detetor. A partir das ondas gravitacionais, os astrónomos inferiram
que o sinal foi causado por um buraco negro, de 9 massas solares, que
colidiu com um objeto compacto de 1,9 massas solares. Mais tarde,
concluíram que era uma estrela de neutrões.
Essa fusão aconteceu a uma distância de cerca de 900 milhões de anos-luz da Terra.
Como
o sinal era forte em apenas um dos detetores, não conseguiram
determinar com precisão a direção da origem das ondas. Apesar de o sinal
ser fraco, os dados ajudaram a restringir a localização da fonte para
cerca de 17% de todo o céu, o que equivale à área coberta por 34 mil
luas cheias.
Graças a esta descoberta, os cientistas podem agora estimar a frequência com que este tipo de eventos acontece no Universo.
A
equipa está a preparar os detetores para uma quarta corrida de
observação, que terá início no verão de 2022. “Com dados de ondas
gravitacionais futuras, teremos estatísticas para responder a perguntas
e, finalmente, aprender como são feitos os objetos mais extremos do
Universo”, escreveram os cientistas.
O artigo científico foi publicado na terça-feira, dia 29 de junho, no Astrophysical Journal Letters.
https://zap.aeiou.pt/fusao-buraco-negro-estrela-neutroes-413182
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