LIGO detecta a fusão de buracos negros mais massiva já registrada
O Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria a Laser detectou a fusão de buracos negros mais massivo já registrada, produzindo um buraco negro final com aproximadamente 225 vezes a massa do Sol e desafiando teorias fundamentais sobre como objetos tão massivos podem se formar.
A descoberta da fusão, designada GW231123, força os físicos a reconsiderarem modelos estabelecidos de evolução estelar que sugerem que buracos negros desse tamanho não deveriam existir.
A detecção desafia os limites teóricos
A detecção de 23 de novembro de 2023 capturou a colisão de dois buracos negros enormes—um com 137 vezes a massa do Sol e outro com 103 massas solares. Ambos os objetos se enquadram no que os cientistas chamam de “lacuna de massa”, uma faixa entre 60 e 130 massas solares onde se acredita que os mecanismos padrão de colapso estelar são incapazes de produzir buracos negros.
“Não achamos que seja possível formar buracos negros com essas massas pelo mecanismo usual de colapso de uma estrela após sua morte”, disse Mark Hannam, físico do LIGO na Universidade de Cardiff. A descoberta representa o que Hannam chamou de “um verdadeiro desafio para nossa compreensão da formação de buracos negros”.
Para aumentar o mistério, ambos os buracos negros estavam girando quase na velocidade máxima permitida pela relatividade geral de Einstein—um a aproximadamente 90 por cento de seu limite teórico e o outro perto de 80 por cento. Segundo a Science News, esses representam alguns dos maiores giros de buracos negros que o LIGO já mediu com confiança.
Teorias de Formação Competitivas
Cientistas estão explorando várias explicações para a existência da fusão. Uma possibilidade sugere que os buracos negros se formaram por meio de fusões anteriores de objetos menores, criando uma “árvore genealógica” de colisões sucessivas em aglomerados estelares densos. A rotação rápida observada em GW231123 apoia esse cenário de fusão hierárquica.
Alternativamente, os buracos negros podem ter se formado no disco de gás ao redor de um buraco negro supermassivo, onde poderiam acumular massa antes de se fundirem. No entanto, cada mecanismo proposto enfrenta complicações quando comparado às propriedades observadas.
Catálogo em Expansão do LIGO
A detecção se soma ao crescente catálogo de descobertas de ondas gravitacionais do LIGO. A rede de observatórios, que inclui instalações nos Estados Unidos, Itália e Japão, anunciou recentemente sua 200ª detecção de onda gravitacional em março de 2025. Cientistas apresentaram os resultados do GW231123 na Conferência Internacional sobre Relatividade Geral e Gravitação em Glasgow nesta semana.
“Levará anos para que a comunidade desvende completamente esse padrão de sinal intricado e todas as suas implicações”, disse Gregorio Carullo, físico do LIGO na Universidade de Birmingham.
Por que isso importa
Esta descoberta desafia fundamentalmente nossa compreensão de como os objetos mais massivos do universo se formam e evoluem, podendo reescrever os livros didáticos de física estelar e abrir novos caminhos para a pesquisa em astronomia de ondas gravitacionais.