O Universo continua trazendo surpresas e os buracos negros estão bem no centro dele. As maiores detectadas até agora não parecem enquadrar-se na história recurring de como as estrelas morrem. Um novo estudo sugere que estes objetos extremos podem não se formar num único colapso. Em vez disso, eles poderiam crescer passo a passo dentro de aglomerados estelares densos, onde a gravidade puxa constantemente os objetos para um contato próximo. Os cientistas que analisam dados de ondas gravitacionais do LIGO – Virgo – KAGRA acreditam que fusões repetidas podem ser o verdadeiro motor por trás desses gigantes, conforme relatado pelo ScienceDaily. É uma ideia confusa e violenta. Buracos negros colidindo repetidas vezes, construindo lentamente algo muito maior do que qualquer estrela poderia criar. E quanto mais os dados são estudados, mais esse padrão parece se destacar.
Como os buracos negros se formam, se fundem e crescem dentro de densos aglomerados globulares
Os aglomerados globulares podem ser considerados algumas das partes mais densamente compactadas do espaço. Neste native, centenas de milhares de estrelas estão concentradas num pequeno raio, mantidas unidas pela gravidade. De acordo com a Universidade de Cardiff, um exemplo desse aglomerado globular é o aglomerado estelar M80, que se estima estar a uma distância de 28.000 anos-luz da Terra. A área de um aglomerado globular é altamente instável e dinâmica.Nesse ambiente, os buracos negros não podem ficar separados por um longo período de tempo. Os buracos negros se movem, interagem entre si e se fundem. Os cientistas acreditam que tal ambiente pode facilitar fusões de buracos negros através de processos naturais. O processo em si não é tranquilo; isso ocorre ao longo de milhões de anos de interações gravitacionais. O grupo de estudo analisou dados de 153 fusões de buracos negros registradas no catálogo GWTC4. Este banco de dados inclui observações de ondas gravitacionais que ocorrem devido a colisões de corpos celestes, como buracos negros.O que os cientistas descobriram foi uma divisão clara entre dois tipos de buracos negros. Um grupo parecia ter menor massa, com giros lentos e bastante ordenados. Pensa-se que estes resultam do colapso estelar regular, onde uma estrela massiva chega ao fim da sua vida e forma um buraco negro.O segundo grupo parecia muito diferente. Esses buracos negros eram mais pesados e tinham rotações mais rápidas. Suas direções de rotação também pareciam aleatórias, em vez de alinhadas. Segundo os pesquisadores, esta é uma pista importante. Isto pode indicar que estes objetos não se formaram num único evento, mas foram construídos através de múltiplas fusões dentro de densos aglomerados estelares.
Por que existe a diferença de massa do buraco negro e o que ela revela sobre colisões cósmicas
De acordo com o estudo publicado no ScienceDaily, intitulado, ‘Os maiores buracos negros do Universo podem ser forjados em fusões violentas‘, outra característica interessante nos dados é algo que os cientistas chamam de “lacuna de massa”. Esta é uma gama de massas de buracos negros onde, em teoria, os objetos não deveriam existir se fossem formados diretamente a partir do colapso de estrelas.Espera-se que estrelas acima de um determinado tamanho explodam de uma forma tão poderosa que nenhum buraco negro fique para trás. Este processo, ligado à instabilidade do par, deverá criar uma lacuna em torno de uma determinada faixa de massa. No entanto, o estudo identifica buracos negros próximos e acima de cerca de 45 vezes a massa do Sol situados nesta lacuna ou perto dela. Isso desafia modelos de longa knowledge de evolução estelar.Os investigadores sugerem que estes buracos negros pesados podem não ter sido formados directamente a partir de estrelas. Em vez disso, podem ser o resultado de fusões anteriores de buracos negros, construídas passo a passo dentro de aglomerados densos onde as interações são frequentes.
Como repetidas fusões de buracos negros constroem objetos cósmicos maiores e de rotação mais rápida
O conceito de tal modelo é relativamente fácil de compreender, embora o processo em si seja muito brutal. Em primeiro lugar, emerge um buraco negro de uma estrela morta, que mais tarde viaja para um pequeno grupo de buracos negros. Lá, finalmente encontra outro buraco negro com o qual se une. Um buraco negro novo e maior não deixará de existir aqui; na verdade, o ciclo pode ser retomado novamente, dando origem a um buraco negro cada vez mais massivo e em rotação rápida.Considera-se que este fenómeno pode dar algumas pistas sobre as peculiaridades dos buracos negros supermassivos detectados por ondas gravitacionais, uma vez que os seus padrões de spins e massas sugerem claramente múltiplas colisões em vez da criação de uma.
O que isso significa para a pesquisa de buracos negros
Este estudo, liderado por pesquisadores da Universidade de Cardiff, acrescenta uma nova camada à forma como os cientistas entendem o crescimento dos buracos negros. A astronomia de ondas gravitacionais ainda é um campo relativamente jovem, mas já está remodelando suposições de longa knowledge sobre o Universo.Parece agora que os buracos negros podem não ser apenas o estágio ultimate de uma estrela moribunda. Em alguns casos, podem fazer parte de uma cadeia muito mais longa de evolução cósmica dentro de aglomerados estelares. Uma espécie de processo de montagem lento impulsionado pela gravidade, colisões e tempo. O Universo, ao que parece, não está apenas criando buracos negros. Também os está reciclando, repetidamente, dentro de alguns de seus ambientes mais lotados.
