{"id":7565,"date":"2024-12-31T07:16:53","date_gmt":"2024-12-31T06:16:53","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7565"},"modified":"2024-12-31T07:16:54","modified_gmt":"2024-12-31T06:16:54","slug":"genealogia-dos-buracos-negros-uma-nova-forma-de-descobrir-os-antepassados-destes-fenomenos-cosmicos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/12\/31\/genealogia-dos-buracos-negros-uma-nova-forma-de-descobrir-os-antepassados-destes-fenomenos-cosmicos\/","title":{"rendered":"Genealogia dos buracos negros: uma nova forma de descobrir os “antepassados” destes fen\u00f3menos c\u00f3smicos"},"content":{"rendered":"
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\"\"<\/a>
Representa\u00e7\u00e3o da fus\u00e3o de buracos negros que despoletou a onda gravitacional conhecida como GW190521, cujos dados foram utilizados no artigo cient\u00edfico.\nCr\u00e9dito: LIGO\/Caltech\/MIT\/R. Hurt (IPAC)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Uma equipa de investigadores do IGFAE (Instituto Galego de F\u00edsica de Altas Enerx\u00edas) e da CUHK (Chinese University of Hong Kong) publicou um artigo cient\u00edfico na revista The Astrophysical Journal propondo um novo m\u00e9todo para reconstruir a “\u00e1rvore geneal\u00f3gica” dos buracos negros. A abordagem desta investiga\u00e7\u00e3o oferece uma forma de inferir as propriedades dos buracos negros “progenitores” destas fus\u00f5es, um dos eventos mais brutais que podem ser observados no Universo. Como resultado destas fus\u00f5es, s\u00e3o geradas ondas gravitacionais, uma esp\u00e9cie de “rugas” no espa\u00e7o-tempo que viajam \u00e0 velocidade da luz e que podem atualmente ser detetadas atrav\u00e9s dos instrumentos desenvolvidos por colabora\u00e7\u00f5es internacionais como o Virgo, Kagra ou LIGO.<\/p>\n\n\n\n

Desvendando a \u00e1rvore geneal\u00f3gica dos buracos negros<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Atrav\u00e9s da an\u00e1lise das ondas gravitacionais, \u00e9 poss\u00edvel obter informa\u00e7\u00f5es sobre a fus\u00e3o de buracos negros, tais como as suas massas, a dire\u00e7\u00e3o da sua rota\u00e7\u00e3o e outras pistas sobre as suas origens. Na maioria dos casos, os buracos negros formam-se a partir dos remanescentes de estrelas massivas que colapsaram sob a sua pr\u00f3pria gravidade depois de esgotarem o seu combust\u00edvel nuclear.<\/p>\n\n\n\n

No entanto, de acordo com as teorias astrof\u00edsicas, existe um tipo de “v\u00e1cuo” no qual os buracos negros n\u00e3o se podem formar diretamente a partir do colapso estelar, e que \u00e9 conhecido como o “intervalo de massa de instabilidade do par”. Pensa-se que os buracos negros dentro deste intervalo t\u00eam origem em fus\u00f5es hier\u00e1rquicas, ou seja, fus\u00f5es sucessivas de buracos negros “ancestrais” mais pequenos, cada uma das quais forma um buraco negro progressivamente mais massivo. Formam assim uma esp\u00e9cie de \u00e1rvore geneal\u00f3gica na qual esta investiga\u00e7\u00e3o pretende mergulhar.<\/p>\n\n\n\n

Embora esta explica\u00e7\u00e3o pare\u00e7a simples, o processo n\u00e3o \u00e9 trivial. Para que um buraco negro possa participar em sucessivas fus\u00f5es, tem de permanecer ligado ao seu ambiente hospedeiro, como uma gal\u00e1xia ou um enxame denso de estrelas. No entanto, os buracos negros produzidos em fus\u00f5es adquirem uma velocidade de recuo, ou “coice”, que pode atingir milhares de quil\u00f3metros por segundo, o suficiente para os expulsar da maioria dos ambientes hospedeiros. Por exemplo, nos enxames globulares, que s\u00e3o considerados hospedeiros chave para fus\u00f5es de buracos negros, a velocidade de escape \u00e9 apenas de cerca de 50 km\/s. Embora a rota\u00e7\u00e3o e a massa dos buracos negros possam ser medidas diretamente a partir de sinais de ondas gravitacionais, a velocidade de recuo depende das propriedades dos “antepassados” dos buracos negros em fus\u00e3o, que n\u00e3o podem ser observados diretamente.<\/p>\n\n\n\n

“Com este tipo de estudo, podemos n\u00e3o s\u00f3 adivinhar os antepassados dos buracos negros que observamos. Podemos tamb\u00e9m adivinhar em que tipo de ambiente (se \u00e9 que existe algum!) este processo pode ter ocorrido. Se nenhum ambiente for vi\u00e1vel e estes buracos negros n\u00e3o puderem ser o resultado de fus\u00f5es anteriores, poderemos ter de repensar a evolu\u00e7\u00e3o estelar ou considerar que talvez nem sequer estejamos a observar buracos negros”, afirma o professor Juan Calder\u00f3n Bustillo, bolseiro Ram\u00f3n y Cajal do IGFAE, centro conjunto da Universidade de Santiago de Compostela e da Junta da Galiza, coautor do estudo.<\/p>\n\n\n\n

An\u00e1lise do misterioso sinal GW190521<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A equipa aplicou esta t\u00e9cnica ao misterioso sinal de ondas gravitacionais GW190521, que envolve um buraco negro que cai no “intervalo proibido de massa”. “Descobrimos que, de acordo com as propriedades que certos grupos encontraram para este buraco negro, \u00e9 improv\u00e1vel que se tenha formado num enxame globular devido aos grandes pontap\u00e9s que este buraco negro pode ter herdado”, diz Carlos Araujo, estudante de mestrado no Instituto de Astrof\u00edsica das Can\u00e1rias e antigo aluno na Universidade de Santiago de Compostela.<\/p>\n\n\n\n

“De facto, ambientes com maiores velocidades de escape, como os NGAs (N\u00facleos Gal\u00e1cticos Activos) ou nos enxames de estrelas no n\u00facleo de uma gal\u00e1xia, parecem mais plaus\u00edveis, devido \u00e0 sua capacidade de reter buracos negros com grandes ‘pontap\u00e9s’. Isto alinha-se com os estudos existentes que sugerem que GW190521 ocorreu num NGA”, diz Henry Wong, antigo aluno da CUHK e agora cientista de dados no setor privado.<\/p>\n\n\n\n

“Descobrimos que podemos aceder ao impulso de nascimento do buraco negro porque este est\u00e1 intimamente ligado \u00e0 sua rota\u00e7\u00e3o. Infelizmente, hoje em dia n\u00e3o podemos medir as rota\u00e7\u00f5es com muita precis\u00e3o, o que \u00e9 um dos fatores limitantes do nosso estudo. \u00c0 medida que o LIGO e o Virgo continuam a aumentar a sua sensibilidade e que os novos detetores de terceira gera\u00e7\u00e3o entram em funcionamento, o nosso m\u00e9todo fornecer\u00e1 informa\u00e7\u00f5es mais pormenorizadas sobre a genealogia dos buracos negros que observamos”, afirma Ania Liu, coautora do estudo e estudante de doutoramento na CUHK.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ IGFAE (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal)<\/a><\/p>\n\n\n\n

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

Buracos negros:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
Buraco negro de massa estelar (Wikipedia)<\/a>
Buraco negro de massa interm\u00e9dia (Wikipedia)<\/a>
Buraco negro supermassivo (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

Velocidade de escape:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

GW190521:<\/strong>
LIGO<\/a>
Folheto PDF do LIGO<\/a>
Wikipedia<\/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\n\n\n

KAGRA:<\/strong>
P\u00e1gina oficial<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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