A rara colisão entre buraco negro e estrela de nêutrons observada 2 vezes em 10 dias

“Temos que reescrever nossas teorias”, disse ele.

“Aprendemos uma lição mais uma vez. Quando assumimos algo, a tendência é que provem que estamos errados depois de um tempo. Portanto, temos que manter nossas mentes abertas e ver o que o Universo está nos dizendo.”

Os buracos negros são objetos astronômicos que têm uma gravidade tão forte que nem mesmo a luz consegue escapar. Estrelas de nêutrons são estrelas mortas incrivelmente densas. Estima-se que uma colher de chá de material de uma estrela de nêutrons pese cerca de 4 bilhões de toneladas.

Ambos os objetos são monstros cósmicos, mas os buracos negros são consideravelmente mais massivos do que as estrelas de nêutrons.

Na primeira colisão, que foi detectada em 5 de janeiro de 2020, um buraco negro que tem seis vezes e meia a massa do nosso Sol colidiu com uma estrela de nêutrons que era 1,5 vezes mais massiva do que nossa estrela. Na segunda colisão, detectada apenas 10 dias depois, um buraco negro com dez vezes a massa solar se fundiu com uma estrela de nêutrons com duas vezes a massa solar.

Quando objetos tão massivos como esses colidem, eles criam ondulações no tecido do espaço chamadas ondas gravitacionais. E foram essas ondulações que os pesquisadores detectaram.

Os pesquisadores olharam para as observações anteriores com novos olhos, e muitas delas provavelmente foram colisões semelhantes.

Os pesquisadores detectaram dois buracos negros colidindo, bem como duas estrelas de nêutrons, mas esta é a primeira vez que eles detectaram uma estrela de nêutrons colidindo com um buraco negro.

Mas por que essa última colisão é importante? De acordo com as teorias atuais e observações anteriores, estrelas de nêutrons tendem a ser encontradas com (e a colidir com) outras estrelas de nêutrons. E o mesmo deve ser verdadeiro para os buracos negros.

Mas as duas colisões estrela de nêutrons e buraco negro, publicadas no Astrophysical Journal Letters, podem representar um desafio a essa ideia geral.

Isso vai na direção de outro conjunto de teorias que presumem que buracos negros e estrelas de nêutrons são de fato encontrados uns com os outros. Essas teorias alternativas também implicam que estrelas e galáxias se formaram de maneiras diferentes da imagem pintada por visões padrão de como o cosmos se formou.

Nenhuma das ideias mencionadas acima explica perfeitamente nossas observações sobre o Universo. Mas, de acordo com Raymond, muitos delas podem ser ajustadas para se adequar melhor ao que sabemos.

Sheila Rowan, da Universidade de Glasgow, diz que as observações do tipo e frequência de colisões de buracos negros e estrelas de nêutrons nos últimos seis anos estão criando uma imagem cada vez mais detalhada da dinâmica dentro das galáxias.

“Tudo isso está nos dando uma visão rica da evolução estelar. Esta última observação é outra novidade para nós em nossa compreensão do que está lá fora no Universo e como ele veio a ser do jeito que é”, afirma.

As colisões foram detectadas medindo ondas causadas por mudanças repentinas nas forças gravitacionais que ocorrem quando dois corpos celestes massivos colidem. Essas são ondulações na própria estrutura do espaço, exatamente como uma pedra atirada em um lago tranquilo.

Essas chamadas ondas gravitacionais viajam centenas de milhões de anos-luz pelo espaço e foram detectadas por sensores nos Estados de Washington e da Louisiana, nos Estados Unidos, e pelo detector de Virgo, na Itália. Juntos, eles formam o Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro de Luz Avançada (ALIGO, na sigla em inglês), que reúne mais de 1,3 mil cientistas de 18 países.

Quando elas chegam até nós, as ondulações são minúsculas — menores que a largura de um átomo. Os próprios detectores estão entre os instrumentos mais sensíveis já construídos.

No futuro, a equipe espera detectar colisões entre estrelas de nêutrons e buracos negros também por meio de telescópios, tanto no espaço quanto no solo. Isso permitirá que os cientistas descubram mais sobre os materiais superpesados ​​de que as estrelas de nêutrons são feitas.

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