N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) Collaboration
Uma equipa de astrofísicos dos observatórios de ondas gravitacionais LIGO e Virgo detetaram um objeto-mistério: pode ser a mais pesada estrela de neutrões ou o mais leve buraco negro já encontrado.
A maioria das supernovas, quando explodem, deixa para trás um buraco negro ou produz uma estrela de neutrões. Essa dualidade depende da massa original da estrela e é vista na população de objetos que produz.
A estrela de neutrões mais pesada não passa de 2,5 vezes a massa do Sol. O buraco negro mais leve observado é cinco vezes a nossa estrela. No meio dessa faixa está a chamada “diferença de massa”, que intriga os cientistas há décadas.
Agora, pesquisadores dos observatórios de ondas gravitacionais LIGO e Virgo anunciaram que encontraram um objeto com uma massa intermediária.
O objeto-mistério foi estimado em 2,6 massas solares e fez parte de uma colisão detetada em 14 de agosto de 2019 (GW190814) com um buraco negro 23 vezes a massa do Sol.
Este evento é recorde por duas razões: é a emissão de ondas gravitacionais com a razão de massa mais extrema (9:1), e o próprio objeto é a estrela de neutrões mais pesada conhecida ou o mais leve buraco negro já detetado.
“É um desafio para os modelos teóricos atuais formar pares de objetos compactos mesclados com uma proporção de massa tão grande na qual o parceiro de baixa massa reside na diferença de massa. Essa descoberta implica que estes eventos ocorrem com muito mais frequência do que o previsto, tornando-o um objeto de baixa massa realmente intrigante”, disse o coautor Vicky Kalogera, professor da Northwestern University, em comunicado.
“O objeto misterioso pode ser uma estrela de neutrões a fundir-se com um buraco negro, uma possibilidade emocionante esperada teoricamente, mas ainda não confirmada observacionalmente. No entanto, 2,6 vezes a massa do nosso Sol excede as previsões modernas para a massa máxima de estrelas de neutrões e pode ser o buraco negro mais leve já detetado”.
Após a deteção do LIGO e do Virgo, um alerta foi enviado à comunidade astronómica. Dezenas de telescópios no solo e no Espaço procuraram o evento, mas não foi detetado nenhum evento transitório. Até agora, apenas um evento foi confirmado com telescópios ópticos, a primeira colisão de estrelas de neutrões GW170817, que criou um objeto que se encontrava no limite da diferença de massa. Este novo evento foi seis vezes maior do que o GW170817, tornando muito mais difícil encontrá-lo.
“Este é o primeiro vislumbre do que poderia ser uma população totalmente nova de objetos binários compactos”, disse Charlie Hoy, membro da LIGO Scientific Collaboration e estudante de pós-graduação na Cardiff University. “O que é realmente emocionante é que isto é apenas o começo. À medida que os detetores se tornam cada vez mais sensíveis, observaremos ainda mais estes sinais e conseguiremos identificar as populações de estrelas de neutrões e buracos negros no universo”.
A verdadeira natureza do objeto permanecerá ambígua, mas espera-se que descobertas de eventos semelhantes forneçam algum conhecimento retroativo sobre este.
Este estudo foi publicado este mês na revista científica The Astrophysical Journal Letters.
