Como dois buracos negros “impossíveis” colidiram e surpreenderam astrônomos

Em 2023, a detecção de um evento gravitacional extraordinário, batizado de GW231123, deixou astrônomos intrigados. Dois buracos negros massivos, girando quase à velocidade da luz, colidiram a 7 bilhões de anos-luz de distância, desafiando teorias existentes sobre a evolução estelar e a formação desses objetos cósmicos. Pesquisas recentes agora revelam o que tornou essa colisão aparentemente impossível não só plausível, mas compreensível. Entre as descobertas, destacam-se:

• Campos magnéticos desempenham papel crítico na formação do buraco negro;
• A rotação estelar influencia diretamente a massa final do buraco negro;
• Supernovas de instabilidade de pares podem aniquilar estrelas, mas a presença de campos magnéticos altera esse resultado;
• Buracos negros massivos podem gerar rajadas de raios gama observáveis;
• Existe uma possível relação entre massa e rotação desses buracos negros.

A lacuna de massa que intrigava astrônomos

A colisão GW231123 chamou atenção por envolver buracos negros dentro de uma faixa de massa considerada impossível de existir. Quando estrelas extremamente massivas explodem, algumas produzem supernovas tão violentas que nada sobra para formar buracos negros. Porém, GW231123 desafiou essa expectativa, revelando objetos maiores e mais rápidos do que o previsto.

Antes das novas simulações, cientistas acreditavam que apenas fusões anteriores de buracos negros poderiam gerar massas tão elevadas, mas isso não explicava a rotação extrema observada, um indicativo de um fenômeno mais complexo.

Simulações que mudaram a compreensão

Pesquisadores do Centro de Astrofísica Computacional do Instituto Flatiron conduziram simulações detalhadas de estrelas gigantes com 250 vezes a massa do Sol. Essas simulações acompanharam a estrela desde a queima de hidrogênio até o colapso final em supernova. Os resultados mostraram que:

• Estrelas rotativas formam um disco de detritos após a supernova, acelerando o buraco negro;
• Campos magnéticos fortes ejetam parte da massa da estrela, diminuindo o buraco negro final;
• Buracos negros resultantes podem ter massas menores, mas rotações extremamente rápidas;
• Campos magnéticos mais fracos permitem buracos negros maiores e mais velozes;
• Esse mecanismo ajuda a preencher a lacuna de massa antes considerada impossível.

Implicações para a astrofísica

Além de explicar a origem do GW231123, o estudo sugere uma correlação inédita entre massa e rotação de buracos negros. Isso abre novas possibilidades de investigação para astrônomos que buscam entender a dinâmica de objetos supermassivos e o impacto de campos magnéticos na evolução estelar.

Outro ponto relevante é que esses buracos negros podem gerar rajadas de raios gama. Caso essas emissões sejam detectadas, poderão confirmar o modelo proposto, ajudando a identificar quantos buracos negros massivos existem no universo e em que condições se formam.A colisão de GW231123 não é apenas um evento isolado; ela oferece uma janela para compreender a física extrema do cosmos.

Graças às simulações avançadas que incluem campos magnéticos e rotação estelar, agora sabemos que buracos negros “impossíveis” podem, sim, existir. Essa descoberta marca um avanço significativo na astrofísica moderna e pode orientar futuras observações de ondas gravitacionais e rajadas de raios gama.