7 bilhões de anos-luz de pausa, alguns choques buracos negros entregou, em um evidente vaga gravitacional platter, uma das detecções mais procuradas da astronomia de buracos negros: o extremamente elusivo buraco preto de “peso médio”, que fica entre buracos negros de tamanho estelar e supermassivos gigantes.

No entanto, não unicamente os dois buracos negros que colidiram para formar este buraco preto de tamanho intermediária se combinaram, mas um deles foi outro unicórnio de buraco preto, que caiu diretamente no que é chamado de “vazio de tamanho superior ”, entre buracos negros de tamanho estelar. e produtos intermediários, onde buracos negros nunca foram detectados na Via Láctea.

“Este evento abre mais perguntas do que respostas,” disse o membro do LIGO e físico Alan Weinstein da Caltech. “Do ponto de vista da invenção e da física, é uma coisa muito empolgante.”

O sinal da vaga gravitacional da colisão, detectado pelos interferômetros LIGO e Virgo em 21 de maio de 2019, foi extremamente restringido em verificação com as detecções de colisão anteriores.

Mas um trabalho difícil de estudo revelou que o resultado da fusão foi um buraco preto com tapume de 142 vezes a tamanho do Sol e que os dois objetos que o criaram tinham 66 e 85 massas solares. Isso é mais massivo do que qualquer colisão de buraco preto que detectamos nos cinco anos desde que detectamos pela primeira vez as ondas gravitacionais.

“Desde o início, esse sinal, que dura unicamente um décimo de segundo, nos desafiou a identificar sua origem”, afirmou. disse a física teórica Alessandra Buonanno do Instituto Max Planck de Física Gravitacional na Alemanha e da Universidade de Maryland.

“Mas, apesar de sua duração muito curta, fomos capazes de combinar o sinal com o que era esperado de fusões de buracos negros, conforme previsto pela teoria de Einstein. relatividade universal, e percebemos que havíamos testemunhado, pela primeira vez, o promanação de um buraco preto de tamanho intermediária de um pai do buraco preto que provavelmente nasceu de uma fusão binária anterior. “

Esses resultados não unicamente lançam uma novidade luz sobre os buracos negros de tamanho intermediária e superior da vazio de tamanho, mas são a chave para a compreensão de outro mistério do buraco preto: porquê as bestas supermassivas são, portanto, supermassivas.

Os buracos negros são um mistério, na melhor das hipóteses. porquê eles não emitem ou refletem nenhuma radiação que possamos detectar, geralmente nem sabemos que eles estão lá, a menos que estejam devorando material ativamente, um processo que emite uma grande quantidade de radiação de fora do buraco preto.

Simulação mostrando ondas gravitacionais saindo da inspiração pré-fusão. (Deborah Ferguson, Karan Jani, Deirdre Shoemaker, Pablo Laguna, Georgia Tech, MAYA Collaboration)

Mas buracos negros de tamanho intermediária? Eles são unicamente um mistério, pois não parece ter nenhum. Detectamos buracos negros de tamanho estelar, até 100 vezes a tamanho do Sol; e detectamos buracos negros supermassivos, normalmente entre um milhão e um bilhão de vezes mais massivos do que os buracos negros de tamanho estelar.

Astrônomos fazem fez detecções do que eles eu acho que é muito provável buracos negros de tamanho intermediária, no entanto, porquê com a maioria das detecções de buracos negros, eles são indiretose, portanto, permanecem inconclusivos.

Mas as ondas gravitacionais nos permitem detectar diretamente os binários dos buracos negros e os produtos de suas fusões. O que torna o sinal recém-desvelado, GW 190521, a primeira reparo direta conclusiva de um buraco preto de tamanho intermediária.

“Um dos grandes mistérios da astrofísica é porquê os buracos negros supermassivos são formados?” disse o astrônomo de ondas gravitacionais Christopher Berry da Northwestern University.

“Eles são os milhões de elefantes de tamanho solar na sala. Eles crescem de buracos negros de tamanho estelar, que nascem quando uma estrela colapsa ou nascem por meio de um meio que não é “Você já descobriu? Há muito tempo que procuramos por um preto de tamanho intermediária – buracos negros de tamanho estelar e buracos negros supermassivos. Agora temos provas de que existem buracos negros de tamanho intermediária.”

Mas este buraco preto de 85 massas solares também é uma maravilha. Porque, de conciliação com nossos modelos, buracos negros com mais de 65 massas solares não podem ser formados a partir de uma única estrela, porquê os buracos negros de tamanho estelar.

Isso ocorre porque as estrelas precursoras são tão massivas quanto suas supernovas, conhecidas porquê supernovas par de supernovas de instabilidade – Deve extinguir completamente o núcleo estelar, não deixando zero para trás para colapsar gravitacionalmente em um buraco preto.

Isso cria o que chamamos de “vazio de tamanho superior” (a vazio de tamanho subordinado fica entre os buracos negros e estrelas de nêutrons; você pode fazer isso) leia sobre isso cá se você quiser). O buraco preto GW 190521 solar 85 é o primeiro buraco preto a ser detectado com crédito nesta vazio de tamanho.

Ele apresenta outro quebra-cabeça. Detectar um buraco preto diretamente nesta vazio de tamanho pode valer que não entendemos supernovas massivas tão muito porquê pensávamos; ou, talvez mais provavelmente, que o buraco preto de 85 tamanho solar foi o resultado de uma fusão anterior.

evidente, é impossível manifestar neste estágio – quando a astronomia das ondas gravitacionais ainda está em sua puerícia – se o evento teve um valor atípico.

“Ainda não sabemos se GW190521, esta incrível invenção e primeira reparo de um buraco preto de tamanho intermediária, é uma classe completamente novidade de buracos negros binários ou unicamente a extremidade de subida tamanho do espectro de origem que vimos até agora. , ” dit o físico Karsten Danzmann do Instituto Albert Einstein de Hanover e do Instituto de Física Gravitacional da Universidade Leibniz de Hanover na Alemanha.

Fazer essas detecções diretas pela primeira vez é tremendamente empolgante e representa o melhor de uma invenção científica: responder a perguntas e fazer uma infinidade de novas.

“Estamos realmente no início da astronomia das ondas gravitacionais,” disse o astrônomo Chase Kimball da Northwestern University. “É difícil escolher um momento melhor para se apresentar porquê astrofísico.”

A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física Eu The Astrophysical Journal Letters.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!