{"id":8497,"date":"2025-11-14T07:20:05","date_gmt":"2025-11-14T06:20:05","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=8497"},"modified":"2025-11-25T07:16:48","modified_gmt":"2025-11-25T06:16:48","slug":"explicada-a-misteriosa-fusao-impossivel-de-dois-enormes-buracos-negros","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2025\/11\/14\/explicada-a-misteriosa-fusao-impossivel-de-dois-enormes-buracos-negros\/","title":{"rendered":"Explicada a misteriosa fus\u00e3o “imposs\u00edvel” de dois enormes buracos negros"},"content":{"rendered":"
\n
\"\"<\/a>
Instant\u00e2neo de uma simula\u00e7\u00e3o computorizada da forma\u00e7\u00e3o e evolu\u00e7\u00e3o de um buraco negro.\nCr\u00e9dio: Ore Gottlieb\/Funda\u00e7\u00e3o Simons<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Em 2023, os astr\u00f3nomos detetaram uma enorme colis\u00e3o. Dois buracos negros de uma massa sem precedentes tinham chocado um com o outro a uma dist\u00e2ncia estimada de 7 mil milh\u00f5es de anos-luz. As enormes massas e as rota\u00e7\u00f5es extremas dos buracos negros intrigaram os astr\u00f3nomos. N\u00e3o era suposto existirem buracos negros como estes.<\/p>\n\n\n\n

Agora, astr\u00f3nomos do CCA (Center for Computational Astrophysics) do Instituto Flatiron e colegas descobriram como \u00e9 que estes buracos negros se podem ter formado e colidido. As simula\u00e7\u00f5es exaustivas dos astr\u00f3nomos – que seguem o sistema desde a vida das estrelas progenitoras at\u00e9 \u00e0 sua morte final – revelaram a pe\u00e7a que faltava e que os estudos anteriores tinham ignorado: os campos magn\u00e9ticos.<\/p>\n\n\n\n

“Ningu\u00e9m tinha considerado estes sistemas da forma como n\u00f3s o fizemos; anteriormente, os astr\u00f3nomos tomavam um atalho e negligenciavam os campos magn\u00e9ticos”, diz Ore Gottlieb, astrof\u00edsico do CCA e autor principal do novo estudo, publicado na revista The Astrophysical Journal Letters. “Mas quando temos em considera\u00e7\u00e3o os campos magn\u00e9ticos, \u00e9 poss\u00edvel explicar as origens deste acontecimento \u00fanico”.<\/p>\n\n\n\n

A colis\u00e3o detetada em 2023, agora conhecida como GW231123, foi observada pela colabora\u00e7\u00e3o LIGO-Virgo-KAGRA usando detetores que medem ondas gravitacionais, as ondula\u00e7\u00f5es no espa\u00e7o-tempo causadas pelos movimentos de objetos massivos.<\/p>\n\n\n\n

Na altura, os astr\u00f3nomos n\u00e3o conseguiam perceber como \u00e9 que estes grandes buracos negros de rota\u00e7\u00e3o r\u00e1pida podiam existir. Quando as estrelas massivas chegam ao fim das suas vidas, muitas colapsam e explodem como supernovas, deixando para tr\u00e1s um buraco negro. Mas se a estrela estiver dentro de uma determinada gama de massas, ocorre um tipo especial de supernova. Esta explos\u00e3o, chamada supernova por instabilidade de pares, \u00e9 t\u00e3o violenta que a estrela \u00e9 aniquilada, n\u00e3o deixando nada para tr\u00e1s.<\/p>\n\n\n\n

“Como resultado destas supernovas, n\u00e3o esperamos que se formem buracos negros entre 70 e 140 vezes a massa do Sol”, diz Gottlieb. “Por isso, foi intrigante ver buracos negros com massas dentro deste intervalo”.<\/p>\n\n\n\n

Os buracos negros nesta gama de massas podem ser formados indiretamente, quando dois buracos negros se fundem para formar um buraco negro maior, mas no caso de GW231123, os cientistas pensaram que isso era improv\u00e1vel. A fus\u00e3o de buracos negros \u00e9 um acontecimento tremendamente ca\u00f3tico que frequentemente perturba a rota\u00e7\u00e3o do buraco negro resultante. Os buracos negros de GW231123 s\u00e3o os de rota\u00e7\u00e3o mais r\u00e1pida j\u00e1 observados pelo LIGO, arrastando o espa\u00e7o-tempo \u00e0 sua volta quase \u00e0 velocidade da luz. Dois buracos negros destas dimens\u00f5es e com estas rota\u00e7\u00f5es s\u00e3o incrivelmente improv\u00e1veis, pelo que os astr\u00f3nomos pensaram que algo mais deveria estar a acontecer.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"\/<\/a>
Infogr\u00e1fico que explica o processo de forma\u00e7\u00e3o e evolu\u00e7\u00e3o de um buraco negro com uma massa improv\u00e1vel de 70 a 140 s\u00f3is.
Cr\u00e9dito: Lucy Reading-Ikkanda\/Funda\u00e7\u00e3o Simons<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Gottlieb e colaboradores prosseguiram a sua investiga\u00e7\u00e3o realizando duas fases de simula\u00e7\u00f5es computacionais. Primeiro, simularam uma estrela gigante com 250 vezes a massa do Sol durante a fase principal da sua vida, desde que come\u00e7a a queimar hidrog\u00e9nio at\u00e9 ao momento em que este se esgota e depois colapsa como supernova. Quando uma estrela t\u00e3o massiva atinge a fase de supernova, j\u00e1 queimou combust\u00edvel suficiente para ficar com uma massa 150 vezes superior \u00e0 do Sol, o que a deixa ligeiramente acima da gama de massas e suficientemente grande para deixar um buraco negro.<\/p>\n\n\n\n

Um segundo conjunto de simula\u00e7\u00f5es mais complexas, que tiveram em conta os campos magn\u00e9ticos, lidou com as consequ\u00eancias da supernova. O modelo come\u00e7ou com os remanescentes de supernova, uma nuvem de detritos de material estelar com campos magn\u00e9ticos e um buraco negro no seu centro. Anteriormente, os astr\u00f3nomos supunham que toda a massa da nuvem cairia no buraco negro rec\u00e9m-nascido, fazendo com que a massa final do buraco negro coincidisse com a da estrela massiva. Mas as simula\u00e7\u00f5es mostraram algo diferente.<\/p>\n\n\n\n

Depois de uma estrela n\u00e3o girat\u00f3ria colapsar para formar um buraco negro, a nuvem remanescente de detritos cai rapidamente para o buraco negro. No entanto, se a estrela inicial estiver a girar rapidamente, esta nuvem forma um disco girat\u00f3rio que faz com que o buraco negro gire cada vez mais depressa \u00e0 medida que o material cai no seu abismo. Se existirem campos magn\u00e9ticos, estes exercem press\u00e3o sobre o disco de detritos. Esta press\u00e3o \u00e9 suficientemente forte para ejetar algum do material para longe do buraco negro quase \u00e0 velocidade da luz.<\/p>\n\n\n\n

Estes fluxos acabam por reduzir a quantidade de material no disco que eventualmente alimenta o buraco negro. Quanto mais fortes forem os campos magn\u00e9ticos, maior ser\u00e1 este efeito. Em casos extremos, com campos magn\u00e9ticos muito fortes, at\u00e9 metade da massa original da estrela pode ser expelida. No caso das simula\u00e7\u00f5es, os campos magn\u00e9ticos acabaram por permitir a forma\u00e7\u00e3o de um buraco negro final na improv\u00e1vel gama de massas.<\/p>\n\n\n\n

“Descobrimos que a presen\u00e7a de rota\u00e7\u00e3o e de campos magn\u00e9ticos pode alterar fundamentalmente a evolu\u00e7\u00e3o p\u00f3s-colapso da estrela, fazendo com que a massa do buraco negro seja potencialmente muito inferior \u00e0 massa total da estrela em colapso”, afirma Gottlieb.<\/p>\n\n\n\n

Os resultados, acrescenta, sugerem uma liga\u00e7\u00e3o entre a massa de um buraco negro e a velocidade a que gira. Campos magn\u00e9ticos fortes podem abrandar um buraco negro e expulsar alguma da massa estelar, criando buracos negros mais leves e de rota\u00e7\u00e3o mais lenta. Campos mais fracos permitem buracos negros mais massivos e de rota\u00e7\u00e3o mais r\u00e1pida. Isto sugere que os buracos negros podem seguir um padr\u00e3o que liga a sua massa e rota\u00e7\u00e3o. Embora os astr\u00f3nomos n\u00e3o conhe\u00e7am outros sistemas de buracos negros em que esta liga\u00e7\u00e3o possa ser testada observacionalmente, esperam que observa\u00e7\u00f5es futuras possam encontrar mais sistemas que confirmem tal liga\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

As simula\u00e7\u00f5es tamb\u00e9m mostram que a forma\u00e7\u00e3o deste tipo de buracos negros cria explos\u00f5es de raios gama, que podem ser observ\u00e1veis. A procura destas assinaturas de raios gama ajudaria a confirmar o processo de forma\u00e7\u00e3o proposto e revelaria a frequ\u00eancia destes buracos negros massivos no Universo. Em \u00faltima an\u00e1lise, se esta liga\u00e7\u00e3o for confirmada, ajudar\u00e1 os astr\u00f3nomos a compreender melhor a f\u00edsica fundamental dos buracos negros.<\/p>\n\n\n\n

\n