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Pesquisadores do Observatório Astronômico de Xangai (SHAO), na China, descobriram que um par de buracos negros detectado recentemente parece ser influenciado por um terceiro objeto muito maior, possivelmente um buraco negro supermassivo. Se isso for confirmado, seria o primeiro sistema triplo de buracos negros já identificado no Universo.
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Um artigo publicado no periódico científico The Astrophysical Journal Letters descreve a descoberta, que pode revolucionar o entendimento desses monstros cósmicos.
Em poucas palavras:
- Pesquisadores chineses detectaram um possível sistema triplo de buracos negros;
- Há cinco anos, o evento GW190814 revelou fusão de buracos negros com massa extremamente desigual;
- Nova análise sugere que os dois objetos envolvidos orbitam um buraco negro supermassivo central;
- O estudo se baseou na frequência das ondas gravitacionais do evento;
- Novos detectores permitirão observações mais precisas futuramente.
Buraco negro binário orbita gigante invisível
O estudo investigou as ondas gravitacionais provocadas pelo evento GW190814, uma fusão entre um buraco negro de 23 massas solares com outro menor descoberta em 2020, que chamou atenção pela proporção de massa recorde entre os membros, chegando a quase 10 para 1.
Segundo a análise, essa diferença extrema sugere que os dois objetos podem ter interagido com um gigante central ou se formado em regiões densas de galáxias ativas, sob forte influência gravitacional.
Desde a primeira detecção de ondas gravitacionais, em 2015, a colaboração internacional LIGO-Virgo-KAGRA observou mais de 100 eventos desse tipo, a maioria provocada por fusões de buracos negros binários. Esses dados ajudaram a compreender como os pares se formam e evoluem, mas não dá todas as respostas.
Com a nova abordagem, a equipe do SHAO, liderada pelo doutor em astronomia Wenbiao Han, propõe que buracos negros binários podem nascer ou se aproximar de buracos negros supermassivos, formando sistemas mais complexos do que se imaginava.
Em 2018, o time já havia proposto o modelo “b-EMRI”, que descreve um buraco negro gigante capturando um binário menor. Nesse arranjo, o par menor orbita o objeto maior, emitindo ondas gravitacionais em múltiplas frequências. Segundo os pesquisadores, GW190814 se encaixa nesse modelo, se tornando uma fonte de interesse para detectores espaciais de ondas gravitacionais em desenvolvimento na China.
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Ondas gravitacionais podem revelar outros trios escondidos no Universo
Para testar a ideia, a equipe criou um modelo que considera a aceleração do binário em torno do terceiro objeto. Essa aceleração modifica a frequência das ondas gravitacionais pelo efeito Doppler, deixando uma assinatura característica. Usando análises estatísticas avançadas, os cientistas examinaram sinais de alta qualidade em busca dessa marca específica.
Os resultados mostraram que GW190814 se encaixa melhor no modelo com aceleração do que no modelo de buracos negros isolados. A aceleração estimada foi de cerca de 0,002 c s⁻¹ (nível de confiança de 90%, onde *c* é a velocidade da luz), com um fator bayesiano (uma medida da credibilidade do modelo) de 58:1. Esses números reforçam a ideia de que há um terceiro objeto compacto no sistema.
“Esta é a primeira evidência clara de um terceiro corpo em uma fusão de buracos negros binários”, afirmou Han em um comunicado. “Ela revela que os buracos negros binários em GW190814 podem não ter se formado isoladamente, mas sim como parte de um sistema gravitacional mais complexo, oferecendo insights significativos sobre as trajetórias de formação dos buracos negros binários”.
Com futuros detectores terrestres, como o Telescópio Einstein (uma infraestrutura subterrânea europeia projetada para hospedar um observatório de ondas gravitacionais de terceira geração) e o Cosmic Explorer (planejado pelos EUA), e espaciais, como LISA (da NASA), Taiji e TianQin (da China), será possível observar com mais precisão esses eventos.
Dessa forma, outros sistemas triplo de buracos negros podem ser descobertos, ajudando a humanidade a entender melhor essas interações cósmicas e como elas escrevem a história do Universo.
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