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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