Quando dois buracos negros espiralam um ao redor do outro e finalmente colidem, eles enviam ondas gravitacionais – ondulações no espaço e no tempo que podem ser detectadas com instrumentos extremamente sensíveis na Terra. Como os buracos negros e as fusões de buracos negros são completamente escuros, estes eventos são invisíveis aos telescópios e outros instrumentos detectores de luz utilizados pelos astrônomos. No entanto, os teóricos têm tido ideias sobre como uma fusão de buracos negros poderia produzir um sinal de luz fazendo com que o material próximo irradie.
Agora, os cientistas que utilizam a instalação Zwicky Transient Facility (ZTF) da Caltech, localizada no Observatório Palomar, perto de San Diego, podem ter detectado o que poderia ser um cenário assim. Se confirmado, seria a primeira chama de luz conhecida de um par de buracos negros colidentes.
A fusão foi identificada em 21 de Maio de 2019, por dois detectores de ondas gravitacionais – o Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) da National Science Foundation e o Detector Europeu de Virgem – num evento chamado GW190521g. Essa detecção permitiu aos cientistas da ZTF procurar sinais de luz a partir do local de origem do sinal de onda gravitacional. Esses detectores de ondas gravitacionais também detectaram fusões entre objetos cósmicos densos chamados estrelas de nêutrons, e astrônomos identificaram emissões de luz dessas colisões.
Os resultados do ZTF são descritos em um novo estudo publicado na revista Physical Review Letters. Os autores supõem que os dois buracos negros parceiros, cada um várias dezenas de vezes mais maciços que o Sol, estavam orbitando um terceiro buraco negro, supermassivo, que é milhões de vezes a massa do Sol e cercado por um disco de gás e outro material. Quando os dois buracos negros menores se fundiram, formaram um novo e maior buraco negro que teria experimentado um chute e disparado em uma direção aleatória. De acordo com o novo estudo, ele pode ter arado através do disco de gás, fazendo com que ele acendesse.
“Esta detecção é extremamente emocionante”, disse Daniel Stern, co-autor do novo estudo e astrofísico do Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia, que é uma divisão da Caltech. “Há muito que podemos aprender sobre estes dois buracos negros fundidos e o ambiente em que eles estavam, com base neste sinal que eles meio que inadvertidamente criaram”. Então a detecção por ZTF, juntamente com o que podemos aprender das ondas gravitacionais, abre uma nova avenida para estudar tanto as fusões de buracos negros como estes discos em torno de buracos negros supermassivos”
Os autores notam que enquanto eles concluem que a chama detectada por ZTF é provavelmente o resultado de uma fusão de buracos negros, eles não podem descartar completamente outras possibilidades.
Para saber mais, leia o comunicado de imprensa da Caltech.