As fusões entre buracos negros e estrelas de neutrões em
enxames estelares densos são bastante diferentes daquelas que se formam
em regiões isoladas, onde existem poucas estrelas. As suas
características associadas podem ser cruciais para o estudo das ondas
gravitacionais e da sua fonte.
O Dr. Manuel Arca Sedda, do Instituto de Computação Astronómica da
Universidade de Heidelberg, chegou a esta conclusão num estudo que
utilizou simulações de computador. A investigação pode fornecer
informações críticas sobre a fusão de dois objetos estelares massivos
que os astrónomos observaram em 2019.
Os achados foram publicados na revista Communications Physics.
As estrelas muito mais massivas do que o nosso Sol geralmente
terminam as suas vidas como uma estrela de neutrões ou como um buraco
negro. As estrelas de neutrões emitem pulsos regulares de radiação que permitem a sua deteção.
Por exemplo, em agosto de 2017, quando foi observada a primeira fusão
de duas estrelas de neutrões, os cientistas de todo o mundo detetaram
luz da explosão com os seus telescópios. Os buracos negros, por outro
lado, geralmente permanecem ocultos porque a sua atração gravitacional é
tão forte que nem a luz pode escapar, tornando-os invisíveis aos
detetores eletromagnéticos.
Se dois buracos negros se fundirem, o evento pode ser invisível, mas,
no entanto, é detetável graças a ondulações no espaço-tempo na forma
das chamadas ondas gravitacionais. Certos detetores, como o LIGO (Laser
Interferometer Gravitational Waves Observatory) nos EUA, são capazes de
detetar essas ondas.
A primeira observação bem-sucedida foi feita em 2015.
O sinal foi criado pela fusão de dois buracos negros. Mas este evento
pode não ser a única fonte de ondas gravitacionais, pois também podem
surgir da fusão de duas estrelas de neutrões ou da fusão de um buraco
negro com uma estrela de neutrões. De acordo com o Dr. Arca Sedda,
descobrir as diferenças é um dos principais desafios na observação
destes eventos.
No seu estudo, o investigador da Universidade de Heidelberg analisou a
fusão de pares de buracos negros e estrelas de neutrões. Usou
simulações detalhadas para estudar as interações entre um sistema
composto por uma estrela e um objeto compacto, como um buraco negro, e
um terceiro objeto massivo e deambulante necessário para uma fusão.
Os resultados indicam que estas interações de três corpos podem de
facto contribuir para fusões de estrelas neutrões com buracos negros em
regiões estelares densas como enxames globulares. “Pode ser definida uma família especial de fusões dinâmicas que é distintamente diferente de fusões em áreas isoladas,” explica Manuel Arca Sedda.
A fusão de um buraco negro com uma estrela de neutrões foi observada
pela primeira vez com observatórios de ondas gravitacionais em agosto de
2019. No entanto, observatórios óticos de todo o mundo não conseguiram
localizar a contraparte eletromagnética na região da qual o sinal da
onda gravitacional teve origem, sugerindo que o buraco negro devorou
completamente a estrela de neutrões sem antes a destruir.
Se confirmada, esta poderá ser a primeira fusão entre um buraco negro e uma estrela de neutrões detetada num ambiente estelar denso, conforme descrito pelo Dr. Arca Sedda.
https://zap.aeiou.pt/nos-enxames-estelares-os-buracos-negros-fundem-estrelas-neutroes-325669
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