LIGO
Os buracos negros são maiores do que se esperava e, agora, um novo estudo sugere o motivo para isso acontecer: cada um deles pode estar a crescer à medida que o Universo se expande.
Desde a primeira observação de uma fusão de buracos negros pelo LIGO, em 2015, que os astrónomos têm sido repetidamente surpreendidos pelas suas grandes massas.
Esperava-se que estes tivessem massas inferiores a cerca de 40 vezes a do Sol, mas os dados mostram que muitos têm mais de 50 massas solares e alguns até se aproximam das 100.
Já foram propostos vários cenários para explicar tais dimensões, mas nenhum foi capaz de explicar a diversidade de fusões de buracos negros observada até agora, nem há um acordo entre a comunidade científica sobre qual é a combinação de cenários de formação que é fisicamente viável.
Um estudo publicado na revista científica The Astrophysical Journal Letters, a 3 de novembro, é o primeiro a mostrar que esta mescla de grandes e pequenas massas de buracos negros pode ser o resultado da expansão do próprio Universo. Ou seja, os buracos negros crescem à medida que o Universo também se expande.
Para investigar esta hipótese, os investigadores optaram por modelar dois buracos negros que se fundem num Universo em crescimento, em vez dos universos estáticos que outras equipas construíram para simplificar as equações complexas (derivadas da Teoria da Relatividade Geral de Einstein) que fornecem as bases para os modelos de fusão de buracos negros.
“É uma suposição que simplifica as equações de Einstein porque um Universo que não cresce tem muito menos para controlar. Porém, há uma coisa a ter em conta: as previsões podem ser razoáveis apenas por um período limitado de tempo“, explicou, em comunicado, Kevin S. Croker, professor da Universidade do Havai em Mānoa e o primeiro autor do estudo.
Com isto em mente, a equipa simulou o nascimento, a vida e a morte de milhões de pares de grandes estrelas. Quaisquer pares em que ambas as estrelas morreram para formar buracos negros foram então associados ao tamanho do Universo, começando no momento da sua morte.
À medida que o Universo continuava a crescer, as massas desses buracos negros cresciam à medida que se moviam em direção ao outro. O resultado não foi apenas buracos negros mais massivos quando se fundiram, mas também muitas mais fusões.
Depois de comparar estas previsões feitas por este Universo modelo com os dados do LIGO-Virgo, os cientistas ficaram surpreendidos por ver que combinavam razoavelmente bem.
“Devo dizer que não sabia o que pensar no início. Foi uma ideia tão simples que fiquei surpreendido por ter funcionado tão bem“, disse, na mesma nota, Gregory Tarlé, professor da Universidade do Michigan e outro autor do estudo.
