A detecção de dois buracos negros recém-formados está mudando o modo como a ciência entende o nascimento e a evolução desses objetos extremos. Publicado na Astrophysical Journal Letters, o novo estudo descreve sinais captados pelos observatórios LIGO, Virgo e KAGRA, que identificaram duas fusões raras e poderosas, verdadeiros “berços gravitacionais” no coração do Universo.
Esses eventos, chamados GW241011 e GW241110, ocorreram a centenas de milhões de anos-luz da Terra e forneceram pistas únicas sobre como os buracos negros podem crescer em cadeia, num processo chamado fusão hierárquica.
- GW241011: envolveu buracos negros de 17 e 7 massas solares, resultando em um dos objetos mais rápidos já observados;
- GW241110: ocorreu um mês depois, entre buracos de 16 e 8 massas solares, sendo o primeiro caso registrado em que um deles girava no sentido oposto à sua órbita;
- Ambos pertencem à segunda geração de buracos negros, formados a partir de fusões anteriores;
- As ondas gravitacionais emitidas apresentaram assinaturas harmônicas, comparáveis a sobretons musicais;
- As detecções reforçam a validade da teoria da relatividade geral de Albert Einstein, mesmo sob condições extremas.
Fusões de buracos negros criaram ondas gravitacionais
Cada fusão cósmica cria ondas gravitacionais, pequenas distorções no tecido do espaço-tempo, que viajam por bilhões de anos até alcançar nossos instrumentos. As novas observações mostram que, além de vibrarem como um eco distante, essas ondas contêm “harmônicos superiores”, semelhantes a notas adicionais produzidas por um instrumento musical. Essa descoberta ajuda a decifrar detalhes da estrutura e da rotação dos buracos negros, além de confirmar previsões matemáticas feitas há mais de meio século.
O caso GW241011, por exemplo, mostrou um buraco negro girando quase no limite imposto pela física. Essa velocidade extrema causa deformações sutis, perfeitamente compatíveis com os cálculos da solução de Kerr, que descreve como um buraco negro rotativo curva o espaço e o tempo ao seu redor.
Quando buracos negros viram laboratórios naturais
Esses fenômenos não apenas expandem a astrofísica, mas também tocam fronteiras da física de partículas. Buracos negros que giram rapidamente servem como laboratórios naturais para testar a existência de bósons ultraleves, partículas hipotéticas que poderiam interagir com campos gravitacionais e retirar energia dos buracos negros ao longo de eras cósmicas.
Curiosamente, o fato de o buraco negro de GW241011 ainda manter rotação elevada indica que certas massas desses bósons podem ser descartadas, refinando a busca por novas partículas além do Modelo Padrão.
O futuro da escuta cósmica
As descobertas reforçam o papel essencial da colaboração internacional entre observatórios e apontam para um futuro em que os detectores LIGO-Virgo-KAGRA serão ainda mais sensíveis. A expectativa é que, com o aprimoramento dos instrumentos, os cientistas consigam “ouvir” fusões cada vez mais sutis, revelando não só como nascem os buracos negros, mas também como o próprio Universo se transforma ao longo do tempo.
