Em maio de 2023, logo após o LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) ter sido ligado novamente para sua quarta série de observações, ele detectou um sinal de onda gravitacional da colisão de um objeto, muito provavelmente uma estrela de nêutrons, com um buraco negro suspeito de possuir uma massa 2.5 a 4.5 vezes maior que a do nosso Sol.
Este sinal, chamado GW230529, é intrigante para os pesquisadores porque a massa do buraco negro candidato cai dentro de uma chamada lacuna de massa entre as estrelas de nêutrons mais pesadas conhecidas, que têm um pouco mais de duas massas solares, e os buracos negros mais leves conhecidos, que têm cerca de cinco massas solares. Embora o sinal das ondas gravitacionais por si só não possa revelar a verdadeira natureza deste objeto, futuras detecções de eventos semelhantes, especialmente aqueles acompanhados por explosões de luz, podem ser a chave para responder à questão de quão leves podem ser os buracos negros.
A imagem mostra a coalescência e fusão de um buraco negro com gap de massa inferior (superfície cinza escuro) com uma estrela de nêutrons (grandemente deformada pela gravidade do buraco negro). Esta imagem estática de uma simulação de fusão destaca apenas os componentes de menor densidade da estrela de nêutrons, variando de 60 gramas por centímetro cúbico (azul escuro) a 600 quilogramas por centímetro cúbico (branco). A sua forma destaca as fortes deformações do material de baixa densidade da estrela de nêutrons. Crédito da imagem: Ivan Markin, Tim Dietrich (Universidade de Potsdam), Harald Paul Pfeiffer, Alessandra Buonanno (Instituto Max Planck de Física Gravitacional)
“A última descoberta demonstra a impressionante capacidade científica da rede de detectores de ondas gravitacionais, que é significativamente mais sensível do que era na terceira execução de observação”, disse Jenne Driggers (PhD '15), cientista-chefe de detecção do LIGO Hanford em Washington, uma das duas instalações, junto com o LIGO Livingston na Louisiana, que compõem o Observatório LIGO.
LIGO fez história em 2015 depois de realizar a primeira detecção direta de ondas gravitacionais no espaço. Desde então, o LIGO e o seu detector parceiro na Europa, Virgo, detectaram quase 100 fusões entre buracos negros, um punhado entre estrelas de neutrões, bem como fusões entre estrelas de neutrões e buracos negros. O detector japonês KAGRA juntou-se à rede de ondas gravitacionais em 2019, e a equipe de cientistas que analisa coletivamente os dados de todos os três detectores é conhecida como colaboração LIGO – Virgo – KAGRA (LVK). Os observatórios LIGO são financiados pela National Science Foundation (NSF) e foram concebidos, construídos e operados pela Caltech e pelo MIT.
A última descoberta também indica que as colisões envolvendo buracos negros leves podem ser mais comuns do que se acreditava anteriormente.
“Esta deteção, o primeiro dos nossos resultados entusiasmantes da quarta execução de observação LIGO – Virgo – KAGRA, revela que pode haver uma taxa mais elevada de colisões semelhantes entre estrelas de neutrões e buracos negros de baixa massa do que pensávamos anteriormente,” diz Jess McIver. professor assistente da Universidade da Colúmbia Britânica, vice-porta-voz da LIGO Scientific Collaboration e ex-bolsista de pós-doutorado na Caltech.
Antes do evento GW230529, outro intrigante objeto candidato a lacuna de massa foi identificado. Nesse evento, ocorrido em agosto de 2019 e conhecido como GW190814, um objeto compacto de 2.6 massas solares foi encontrado como parte de uma colisão cósmica, mas os cientistas não têm certeza se era uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.
Após uma pausa para manutenção e atualizações, a quarta execução de observação dos detectores será retomada em 10 de abril de 2024 e continuará até fevereiro de 2025.
Escrito por Whitney Clavin
Fonte: Caltech
