São Paulo – A colaboração internacional do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO) anunciou, em 14 de agosto, a detecção do evento GW231123, considerado a maior fusão de buracos negros identificada até o momento. O fenômeno foi tema do programa “Olhar Espacial”, transmitido ao vivo em 23 de agosto, que contou com a participação da física brasileira Cecília Chirenti, pesquisadora da Universidade Federal do ABC e associada à Universidade de Maryland, nos Estados Unidos.
O que foi observado
Os dados, captados em 2023, revelam a colisão de dois buracos negros com massas estimadas em 100 e 140 vezes a do Sol, localizados a aproximadamente 10 bilhões de anos-luz da Terra. A união dos objetos formou um buraco negro resultante de 225 massas solares. A diferença entre a soma das massas originais e a massa final transformou-se em energia liberada como ondas gravitacionais, que se propagaram pelo Universo até atingirem a rede de detectores do LIGO.
Durante a análise, os cientistas verificaram que o sistema binário girava a uma velocidade cerca de 400 mil vezes superior à rotação da Terra, valor muito próximo do limite teórico previsto pela relatividade geral para esse tipo de corpo. Se essa barreira fosse ultrapassada, explica Chirenti, o horizonte de eventos deixaria de existir, expondo apenas a singularidade – situação que, apesar de não comprovada, é considerada pouco provável na natureza.
Como a fusão foi medida
A detecção baseia-se nas ondulações do espaço-tempo previstas por Albert Einstein em 1915 e confirmadas experimentalmente apenas em 2015 pelo próprio LIGO. Quando chegam à Terra, essas perturbações apresentam amplitude inferior a um décimo de milésimo do diâmetro de um próton, exigindo instrumentação de extrema precisão.
O observatório opera dois laboratórios nos Estados Unidos, em Hanford (Washington) e Livingston (Louisiana). Cada unidade possui estrutura em forma de “L”, com braços de quatro quilômetros. Um feixe de laser é dividido em duas direções e refletido por espelhos nas extremidades. Ao retornar ao ponto de origem, qualquer diferença minúscula no percurso indica a passagem de uma onda gravitacional. A separação de aproximadamente 3 mil quilômetros entre os edifícios ajuda a descartar interferências locais, pois o mesmo sinal deve aparecer de forma coincidente em ambas as instalações.
Segundo Chirenti, cada detecção é comparada a milhares de modelos matemáticos que descrevem diferentes combinações de massas, distâncias e velocidades de rotação. No caso do GW231123, diversos modelos não chegaram a um consenso satisfatório, sinalizando a necessidade de aperfeiçoar as simulações para cenários envolvendo objetos que giram muito rapidamente.
Desafios e próximos passos
A dificuldade em reproduzir o sinal com os modelos atuais indica lacunas na compreensão de sistemas de alta rotação. A equipe pretende revisar os algoritmos e recalcular os dados, buscando extrair informações mais precisas sobre o evento. Esse esforço pode esclarecer, por exemplo, a formação de buracos negros intermediários, objeto de intenso debate na astrofísica.
Enquanto isso, os pesquisadores já se preparam para a próxima geração de observatórios. A missão LISA (Antena Espacial de Interferômetro Laser), desenvolvida em parceria pela Agência Espacial Europeia (ESA) e pela NASA, prevê o lançamento de três espaçonaves em 2035. Elas formarão um triângulo de 2,5 milhões de quilômetros de lado, posicionadas atrás da Terra e acompanhando sua órbita ao redor do Sol.
Com a LISA, será possível medir colisões de buracos negros supermassivos, eventos cujo sinal gravitacional possui frequência mais baixa do que a captada pelos detectores terrestres. Além disso, espera-se observar sistemas binários de galáxias em processo de fusão, potencialmente acompanhados de emissão de luz. A combinação de dados eletromagnéticos e gravitacionais promete fornecer um retrato mais completo da dinâmica do cosmos.
Até lá, o LIGO continua em operação, refinando cálculos e ampliando o catálogo de eventos. Cada nova detecção contribui para testar limites da teoria da relatividade, compreender a formação de estruturas extremas e aprimorar a capacidade humana de “ouvir” o Universo.
Fonte: Olhar Digital
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