Um grupo de pesquisadores de Manitoba estava envolvido nos bastidores de um esforço internacional que nesta semana revelou como dois enormes buracos negros se interessaram por um – felizmente, bilhões de anos -luz da Terra.
A astrofísica da Universidade de Manitoba, Samar Safi-Harb, a Presidente de Pesquisa do Canadá em Astrofísica Extrema, e sua equipe são colaboradores do programa Ligo-Virgo-Kagra, que na segunda-feira evidência publicada de O que Safi-Harb diz é “o buraco negro binário mais maciço detectado até o momento”.
Outra surpresa da detecção, feita originalmente em novembro de 2023, foi a velocidade vertiginosa na qual cada buraco negro estava girando no momento em que caíram juntos – “Perto do máximo possível [speed] permitido pela teoria “, disse Safi-Harb, que também é professor de física e astronomia na U de M. de Winnipeg, com sede em Winnipeg,
“Portanto, não apenas eles são enormes, estão girando como um louco – 400.000 vezes a velocidade de rotação da Terra”.
Sua equipe não estava diretamente envolvida nessa detecção, mas faz parte da comunidade de milhares de pesquisadores envolvidos globalmente no LIGO-o Observatório de Ondas Gravitacionais do Interferômetro a laser, que opera detectores no estado de Washington e na Louisiana.
A equipe inclui o colega de pós -doutorado da U of M Nathan Steinle, especializado em astrofísica de ondas gravitacionais e modelando a colisão de buracos negros, enquanto o pós -doutorado Labani Mallick trabalha em observações eletromagnéticas de buracos negros.
O aluno de doutorado da Safi-Harb, Neil Doerksen, está focado em melhorar a sensibilidade dos detectores usados na tecnologia de detecção de ondas gravitacionais, e o aluno de doutorado Lucas da conceciamento trabalha sobre a detecção das ondas gravitacionais de estrela de nêutrons.
Estudando extremos selvagens
Todos os cinco extremos selvagens de pesquisa – temperaturas extremas, gravidade extrema, campos magnéticos extremos exibidos por sistemas astrofísicos.
Aqueles por acaso estão associados à morte das estrelas-que Safi-Harb é fascinado por causa do que eles podem nos dizer sobre de onde tudo vem.
Explosões estelares levam à criação de alguns dos elementos mais pesados do universo: o cálcio em seus ossos. Aquele anel de noivado de ouro que sua avó o deixou. O platina no conversor catalítico roubado do sedan do seu amigo. Tudo veio de um belo kaboom no vácuo do espaço.
A maneira mais compreendida como os buracos negros nascem é o colapso quando uma estrela enorme chega ao fim de sua vida. Seu cadáver estelar se transforma nesse misterioso e incrivelmente denso pacote de matéria, com a gravidade tão intensa nem mesmo a luz pode escapar.
Isso basicamente torna os buracos negros invisíveis para os telescópios convencionais à base de luz, e é por isso que os estudos tradicionais se depararam com os efeitos indiretos, os buracos negros têm em seus arredores.
Os telescópios de raios-X permitem que os cientistas, por exemplo, inferam a presença de um buraco negro estudando os efeitos gravitacionais que exercem em estrelas próximas ou encontrando materiais como gás e poeira que se formam em discos em torno de buracos negros.
Mas quando se trata de caçar colisões de buracos negros, são necessárias diferentes ferramentas.
O LIGO foi projetado para procurar assinaturas de ondas gravitacionais, previstas pela primeira vez por Albert Einstein há mais de um século.
A teoria geral da relatividade de Einstein postulou que essas ondas ondulantes no espaço-tempo são produzidas pelo movimento de acelerar objetos. Grandes, grandes.
“Se você jogar uma pedra ou uma pedra em um lago, observa essas ondulações”, disse Safi-Harb. “Quando você tem um buraco negro, é tão denso que causa essas ondulações no espaço-tempo”.
Se dois buracos negros se orbitam e se aproximam cada vez mais, eles aceleram “, e isso leva a ondas gravitacionais realmente fortes”, disse ela.
A previsão de Einstein permaneceu enraizada no domínio teórico até uma década atrás, quando os cientistas conseguiram observar ondas gravitacionais pela primeira vez através do LIGO. Os cientistas agora conhecem 300 colisões de buracos negros, disse Safi-Harb.
O mais recente, apelidado de GW231123, é o mais massivo ainda.
Assista: os cientistas detectam ondas gravitacionais pela primeira vez (2016):
A teoria de Einstein provou mais de 100 anos depois
O par authentic de buracos negros tinha massas 100 e 140 vezes maior que o nosso sol, e o produto remaining da mesclagem está na faixa de 225 massas solares.
Isso parece enorme, e é, mas no espectro de buracos negros, ele pode cair em algum lugar no meio.
Existem três courses de buracos negros, incluindo aqueles em nosso quintal cósmico, conhecido como buracos negros de massa estelar. Eles podem estar na ordem de 10 a 60 vezes a massa do nosso sol.
Depois, há os buracos negros supermassivos. Eles residem nos centros de galáxias e podem ser de milhões a bilhões de vezes mais massivas que o nosso sol. Alguns até têm nomes – o coração sombrio da nossa Galáxia da By way of Láctea é conhecida como Sagitário A.
E as evidências surgiram nos últimos anos da terceira classe – buracos negros em massa intermediários – que podem cair entre centenas a milhares de massas solares, como o GW231123 e os pais negros que o fizeram.
O fato de os pais, e GW231123, todos caem na zona intermediária é emocionante-mas também um pouco de arranhão.
“Acredita-se que essas massas sejam ‘proibidas’ ou não que aconteçam, porque a evolução estelar padrão não prevê essa formação de buracos negros”, disse Safi-Harb.
Pode ser que cada um desses pais negros nascesse de fusões de buracos negros ainda menores, disse Safi-Harb.
“O que essa descoberta está nos ensinando é que sabemos que alguns buracos negros menores podem fazer buracos negros maiores, e talvez maiores buracos negros colidam para fazer buracos negros ainda maiores e, se estes estão em ambientes densos, eles podem fazer coisas como nossa galáxia”, disse ela.
“Então é entender nossas origens, de onde viemos.”
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