{"id":5642,"date":"2022-12-13T07:22:26","date_gmt":"2022-12-13T06:22:26","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=5642"},"modified":"2022-12-13T07:22:27","modified_gmt":"2022-12-13T06:22:27","slug":"sem-mais-dados-as-origens-dos-buracos-negros-binarios-podem-ser-fabricadas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2022\/12\/13\/sem-mais-dados-as-origens-dos-buracos-negros-binarios-podem-ser-fabricadas\/","title":{"rendered":"Sem mais dados, as origens dos buracos negros bin\u00e1rios podem ser “fabricadas”<\/strong>"},"content":{"rendered":"\n

O modo como um buraco negro gira fornece pistas da sua origem. Isto \u00e9 especialmente verdade para os bin\u00e1rios, em que dois buracos negros se orbitam um ao outro antes de se fundirem. A rota\u00e7\u00e3o e a inclina\u00e7\u00e3o dos respetivos buracos negros, imediatamente antes da fus\u00e3o, pode revelar se os gigantes invis\u00edveis surgiram de um disco gal\u00e1ctico calmo ou de um enxame mais din\u00e2mico de estrelas.<\/p>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos esperam determinar qual destas hist\u00f3rias de origem \u00e9 a mais prov\u00e1vel atrav\u00e9s da an\u00e1lise dos 69 bin\u00e1rios confirmados detetados at\u00e9 \u00e0 data. Mas um novo estudo conclui que, por agora, o cat\u00e1logo atual de bin\u00e1rios n\u00e3o \u00e9 suficiente para revelar nada de fundamental acerca da forma\u00e7\u00e3o dos buracos negros.<\/p>\n\n\n

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Um estudo do MIT conclui que, por enquanto, o cat\u00e1logo de bin\u00e1rios conhecidos de buracos negros n\u00e3o revela nada de fundamental sobre como os buracos negros se formam. Na figura \u00e9 apresentada uma simula\u00e7\u00e3o da luz emitida por um sistema bin\u00e1rio supermassivo de buracos negros onde o g\u00e1s circundante \u00e9 oticamente fino (transparente).
Cr\u00e9dito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Num estudo publicado na revista Astronomy and Astrophysics, f\u00edsicos do MIT (Massachusetts Institute of Technology) mostram que quando todos os bin\u00e1rios conhecidos e as suas rota\u00e7\u00f5es s\u00e3o colocadas em modelos de forma\u00e7\u00e3o de buracos negros, as conclus\u00f5es podem parecer muito diferentes, dependendo do modelo em particular utilizado para interpretar os dados.<\/p>\n\n\n\n

As origens de um buraco negro podem, portanto, ser “fabricadas” de diferentes maneiras, dependendo das suposi\u00e7\u00f5es do modelo sobre a forma como o Universo funciona.<\/p>\n\n\n\n

“Quando se muda o modelo e se torna mais flex\u00edvel ou se fazem pressupostos diferentes, obt\u00e9m-se uma resposta diferente sobre como os buracos negros se formaram no Universo”, diz a coautora Sylvia Biscoveanu, estudante no MIT que trabalha no Laborat\u00f3rio LIGO. “Mostramos que os cientistas precisam de ter cuidado porque ainda n\u00e3o estamos na fase em que os nossos dados nos permitem acreditar no que o modelo nos diz”.<\/p>\n\n\n\n

Os coautores do estudo incluem Colm Talbot, p\u00f3s-doc do MIT; e Salvatore Vitale, professor associado de f\u00edsica e membro do Instituto Kavli de Astrof\u00edsica e Investiga\u00e7\u00e3o Espacial no MIT.<\/p>\n\n\n\n

Um conto de duas origens<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Pensa-se que os buracos negros nos sistemas bin\u00e1rios surgem por uma de duas vias. A primeira \u00e9 atrav\u00e9s de “evolu\u00e7\u00e3o bin\u00e1ria de campo”, em que duas estrelas evoluem juntas e eventualmente explodem como supernovas, deixando para tr\u00e1s dois buracos negros que continuam a orbitar num sistema bin\u00e1rio. Neste cen\u00e1rio, os buracos negros devem ter rota\u00e7\u00f5es relativamente alinhadas, pois teriam tido tempo – primeiro como estrelas, depois como buracos negros – de se puxar um ao outro para orienta\u00e7\u00f5es semelhantes. Se os buracos negros de um bin\u00e1rio tiverem aproximadamente a mesma rota\u00e7\u00e3o, os cientistas pensam que devem ter evolu\u00eddo num ambiente relativamente calmo, tal como um disco gal\u00e1ctico.<\/p>\n\n\n\n

Os buracos negros bin\u00e1rios tamb\u00e9m se podem formar atrav\u00e9s de “montagem din\u00e2mica”, onde dois buracos negros evoluem separadamente, cada um com a sua pr\u00f3pria inclina\u00e7\u00e3o e rota\u00e7\u00e3o. Devido a determinados processos astrof\u00edsicos, os buracos negros eventualmente encontram-se e aproximam-se o suficiente para formar um sistema bin\u00e1rio. Um tal emparelhamento din\u00e2mico ocorreria provavelmente n\u00e3o num disco gal\u00e1ctico calmo, mas num ambiente mais denso, como um enxame globular, onde a intera\u00e7\u00e3o de milhares de estrelas pode fazer com que dois buracos negros se juntem. Se os buracos negros de um bin\u00e1rio tiverem rota\u00e7\u00f5es orientadas aleatoriamente, \u00e9 prov\u00e1vel que se tenham formado num enxame globular.<\/p>\n\n\n\n

Mas que fra\u00e7\u00e3o de bin\u00e1rios se formam atrav\u00e9s de uma via vs. a outra? A resposta, pensam os astr\u00f3nomos, deve residir nos dados e, particularmente, nas medi\u00e7\u00f5es das rota\u00e7\u00f5es dos buracos negros.<\/p>\n\n\n\n

At\u00e9 \u00e0 data, os astr\u00f3nomos derivaram as rota\u00e7\u00f5es de buracos negros em 69 bin\u00e1rios, que foram descobertos por uma rede de detetores de ondas gravitacionais incluindo o LIGO nos EUA e o seu hom\u00f3logo italiano Virgo. Cada detetor “ouve” sinais de ondas gravitacionais – reverbera\u00e7\u00f5es muito subtis atrav\u00e9s do espa\u00e7o-tempo, remanescentes de eventos astrof\u00edsicos extremos tais como a fus\u00e3o de buracos negros massivos.<\/p>\n\n\n\n

Com cada dete\u00e7\u00e3o bin\u00e1ria, os astr\u00f3nomos estimaram as propriedades dos respetivos buracos negros, incluindo a sua massa e rota\u00e7\u00e3o. Trabalharam as medi\u00e7\u00f5es da rota\u00e7\u00e3o num modelo geralmente aceite da forma\u00e7\u00e3o de buracos negros e encontraram sinais de que os bin\u00e1rios poderiam ter tanto uma rota\u00e7\u00e3o preferida e alinhada como rota\u00e7\u00f5es aleat\u00f3rias. Ou seja, o Universo pode produzir bin\u00e1rios tanto em discos gal\u00e1cticos como em enxames globulares.<\/p>\n\n\n\n

“Mas n\u00f3s quer\u00edamos saber se temos dados suficientes para fazer esta distin\u00e7\u00e3o”, diz Biscoveanu. “E acontece que as coisas s\u00e3o confusas e incertas e \u00e9 mais dif\u00edcil do que parece”.<\/p>\n\n\n\n

Percebendo os dados<\/strong><\/p>\n\n\n\n

No seu novo estudo, a equipa do MIT testou se os mesmos dados produziriam as mesmas conclus\u00f5es quando trabalhados em modelos te\u00f3ricos ligeiramente diferentes de como os buracos negros se formam.<\/p>\n\n\n\n

A equipa primeiro reproduziu as medi\u00e7\u00f5es de rota\u00e7\u00e3o do LIGO num modelo amplamente utilizado da forma\u00e7\u00e3o de buracos negros. Este modelo assume que uma fra\u00e7\u00e3o de bin\u00e1rios no Universo prefere produzir buracos negros com rota\u00e7\u00f5es alinhadas, onde o resto dos bin\u00e1rios t\u00eam rota\u00e7\u00f5es aleat\u00f3rias. Descobriram que os dados pareciam concordar com as suposi\u00e7\u00f5es deste modelo e mostraram um pico onde o modelo previa que deveriam existir mais buracos negros com rota\u00e7\u00f5es semelhantes.<\/p>\n\n\n\n

Depois ajustaram ligeiramente o modelo, alterando os seus pressupostos de modo a prever uma orienta\u00e7\u00e3o ligeiramente diferente das rota\u00e7\u00f5es preferidas dos buracos negros. Quando trabalharam os mesmos dados neste modelo ajustado, descobriram que os dados se deslocaram para estarem alinhados com as novas previs\u00f5es. Os dados tamb\u00e9m fizeram desloca\u00e7\u00f5es semelhantes em outros 10 modelos, cada um com uma suposi\u00e7\u00e3o diferente de como os buracos negros preferem girar.<\/p>\n\n\n\n

“O nosso trabalho mostra que o resultado depende inteiramente de como modelamos a astrof\u00edsica, em vez dos dados propriamente ditos”, diz Biscoveanu.<\/p>\n\n\n\n

“Precisamos de mais dados do que pens\u00e1vamos, se quisermos fazer uma afirma\u00e7\u00e3o que \u00e9 independente das suposi\u00e7\u00f5es astrof\u00edsicas que fazemos”, acrescenta Vitale.<\/p>\n\n\n\n

De quantos mais dados necessitam os astr\u00f3nomos? Vitale estima que assim que a rede LIGO volte a funcionar, no in\u00edcio de 2023, os instrumentos v\u00e3o detetar um novo buraco negro duplo a cada poucos dias. Durante o pr\u00f3ximo ano, poderemos ter centenas de novas medi\u00e7\u00f5es a acrescentar aos dados.<\/p>\n\n\n\n

“As medi\u00e7\u00f5es das rota\u00e7\u00f5es que temos agora s\u00e3o muito incertas”, diz Vitale. “Mas \u00e0 medida que acumulamos muitas mais, podemos obter melhor informa\u00e7\u00e3o. Ent\u00e3o podemos dizer, independentemente do detalhe do meu modelo, que os dados contam sempre a mesma hist\u00f3ria – uma hist\u00f3ria em que podemos ent\u00e3o acreditar”.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ MIT (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Astronomy & Astrophysics)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Buraco negro:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
Buraco negro bin\u00e1rio (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Ondas gravitacionais:<\/strong>
GraceDB (Gravitational Wave Candidate Event Database)<\/a>
Wikipedia<\/a>
Astronomia de ondas gravitacionais – Wikipedia<\/a>
Ondas gravitacionais: como distorcem o espa\u00e7o – Universe Today<\/a>
Detetores: como funcionam – Universe Today<\/a>
As fontes de ondas gravitacionais – Universe Today<\/a>
O que \u00e9 uma onda gravitacional (YouTube)<\/a><\/p>\n\n\n\n

LIGO:<\/strong>
P\u00e1gina oficial<\/a>
Caltech<\/a>
Advanced LIGO<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Virgo:
<\/strong>EGO<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

O modo como um buraco negro gira fornece pistas da sua origem. Isto \u00e9 especialmente verdade para os bin\u00e1rios, em que dois buracos negros se orbitam um ao outro antes de se fundirem. A rota\u00e7\u00e3o e a inclina\u00e7\u00e3o dos respetivos buracos negros, imediatamente antes da fus\u00e3o, pode revelar se os gigantes invis\u00edveis surgiram de um …<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":5643,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[151,62,1],"tags":[192,443,445,444],"class_list":["post-5642","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","","category-buracos-negros","category-cosmologia","category-telescopios-profissionais","tag-buraco-negro","tag-ligo","tag-ondas-gravitacionais","tag-virgo"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5642","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5642"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5642\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5644,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5642\/revisions\/5644"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5643"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5642"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5642"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5642"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}