O estudo das ondas gravitacionais levou à mais uma descoberta. Pesquisadores detectaram um objeto misterioso que está dentro de uma área conhecida como “intervalo de massa”, e pode ser a estrela de nêutrons mais pesada já encontrada – ou o buraco negro mais leve. Um artigo sobre a detecção foi publicado no The Astrophysical Journal Letters.
Estrelas de nêutrons são o “resto” de uma estrela que explodiu em uma supernova, mas que não tinha massa o suficiente para se transformar em um buraco negro. Por isso, são objetos incrivelmente densos, com uma massa muitas vezes maior que a do nosso Sol em um “corpo” muito mais compacto.
A estrela de nêutrons mais pesada conhecida não tem mais que 2,5 vezes a massa do nosso Sol, enquanto o buraco negro mais leve já detectado é de cerca de 5 massas solares. Em um estudo do Ligo (sigla em inglês para Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser) e do Observatório Europeu Virgo, cientistas anunciaram a descoberta de um objeto de 2,6 massas solares, bem dentro da brecha entre os dois corpos celestes.
A detecção foi feita em 14 de agosto de 2019, quando foram registraras as ondas gravitacionais resultantes da fusão de um buraco negro de 23 massas solares com o tal objeto. “Fusões de natureza mista – buracos negros e estrelas de nêutrons – são previstas há décadas, mas esse objeto compacto dentro do intervalo de massa é uma surpresa completa”, afirmou a coautora do artigo, Vicky Kalogera, astrofísica do Ligo Scientific Collaboration (LSC).
“Embora não possamos classificar o objeto com convicção, vimos a estrela de nêutrons mais pesada registrada ou o buraco negro mais leve. De qualquer maneira, isso é um recorde”, completou. Kalogera é especialista em astrofísica de binários compactos e análise de dados de ondas gravitacionais.
A fusão cósmica resultou em um buraco negro com 25 vezes a massa do Sol, agora chamado de GW190814, que fica a cerca de 800 milhões de anos-luz da Terra. Antes da fusão, dos dois objetos tinham uma proporção de 9 para 1 – o que tornou esse evento o mais desproporcional entre os já detectados pelos interferômetros, superando o GW190412, que ocorreu entre dois buracos negros com uma proporção de massa de cerca de 4 para 1.
“É um desafio para os modelos teóricos atuais formar pares de objetos compactos com uma proporção de massa tão extrema”, avalia Kalogera. “Essa descoberta implica que esses eventos ocorrem com muito mais frequência do que previmos, tornando esse um objeto de baixa massa realmente intrigante. Pode ser uma estrela de nêutrons se fundindo com um buraco negro, mas com 2,6 vezes a massa do Sol ela excederia as previsões modernas para a massa máxima de estrelas de nêutrons”.
Quando os cientistas do Ligo e do Virgo descobriram a fusão, imediatamente enviaram um alerta à comunidade astronômica. Dezenas de telescópios terrestres e espaciais acompanharam em busca de ondas de luz geradas no evento, mas nenhum sinal foi captado. Em 2017, um evento chamado GW170817 (uma colisão entre duas estrelas de nêutrons) foi posteriormente testemunhada por dezenas de telescópios.
Existem pelo menos três explicações para essa ausência. Em primeiro lugar, esse evento foi seis vezes mais distante do que a fusão observada em 2017, tornando mais difícil captar qualquer sinal de luz. Em segundo lugar, se a colisão envolvesse dois buracos negros, provavelmente não teria brilhado. Terceiro, se o objeto fosse de fato uma estrela de nêutrons, e seu parceiro de buraco negro nove vezes maior, ele poderia tê-la engolido inteira, de uma vez só.
“É como o Pac-Man comendo um pontinho”, explica Kalogera. “Quando as massas são altamente assimétricas, o objeto compacto menor pode ser comido pelo buraco negro em uma mordida.”
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