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Buracos negros intermediários podem ser achados por estes detectores

Dois novos detectores de ondas gravitacionais, ainda em análise para aprovação, poderiam encontrar os misteriosos buracos negros intermediários

3 nov 2023 - 11h40
(atualizado às 16h07)
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A física de ondas gravitacionais pode atingir novos patamares com o Einstein Telescope e o Cosmic Explorer, detectores em desenvolvimento. A proposta dos instrumentos é encontrar eventos de formação de buracos negros intermediários, que poderiam ajudar a desvendar o surgimento dos supermassivos.

Foto: Caltech/R. Hurt (IPAC) / Canaltech

Buracos negros de massa intermediária são aqueles mais massivos que qualquer as estrelas do universo, mas menores que os supermassivos. Eles são considerados o elo perdido da evolução dos buracos negros porque seriam como sementes que, após se alimentar por alguns milhões de anos, evoluem para os supermassivos que habitam o coração das galáxias.

Encontrar um desses objetos é fundamental para completar o modelo de evolução dos buracos negros, mas essa tarefa é complicada. Até o momento, alguns candidatos foram observados, mas ainda não há nenhuma evidência direta inquestionável de que são mesmo do tipo intermediário.

Ilustração do projeto Einstein Telescope (Imagem: Reprodução/Einstein Telescope/R. Williams/Hubble Deep Field Team/NASA)
Ilustração do projeto Einstein Telescope (Imagem: Reprodução/Einstein Telescope/R. Williams/Hubble Deep Field Team/NASA)
Foto: Canaltech

Uma das maneiras de detectar esses objetos é por meio das ondas gravitacionais formadas pela colisão entre dois buracos negros. Contudo, até o momento, os maiores detectores — LIGO, Virgo e Kagra — encontraram apenas as fusões de buracos negros de massa estelar. O motivo é simples: eventos envolvendo objetos mais massivos são mais lentos.

Para encontrar fusões de objetos massivos, os cientistas contam com os candidatos a próximos detectores de ondas gravitacionais. Um novo artigo demonstrou como esses instrumentos, atualmente em análises para aprovação, podem descobrir colisões entre buracos negros binários com massas totais combinadas entre 100 milhões e 600 milhões de massas solares.

Detecção de buracos negros intermediários

O detector que leva o nome de Albert Einstein, físico teórico criador da teoria que prevê a formação de ondas gravitacionais, foi planejado com um design com braços de 10 km de comprimento — para comparação, saiba que o LIGO, atualmente o maior do mundo, tem dois braços de 4 km. Deve ser construído no subsolo para reduzir o ruído sísmico e aqueles de objetos em movimento próximos.

Já o Cosmic Explorer teria duas instalações separadas, uma com dois braços de 40 km e outra com dois de 20 km. Ele permitiria que fontes de ondas gravitacionais que mal seriam detectadas pelos atuais instrumentos sejam observadas com alta precisão. O projeto está sendo considerado pelos EUA, enquanto o Einstein é avaliado pela União Europeia.

Conceito do Cosmic Explorer (Imagem: Reprodução/A. Nguyen/V. Kitchen/E. Anaya/University Fullerton)
Conceito do Cosmic Explorer (Imagem: Reprodução/A. Nguyen/V. Kitchen/E. Anaya/University Fullerton)
Foto: Canaltech

Uma vez que um desses detectores — ou ambos — esteja em ação, os cientistas esperam encontrar fusões entre buracos negros de massa intermediária bem distantes da Via Láctea. Esses eventos teriam ocorrido, portanto, quando o universo era jovem, significando que essas colisões poderiam ter sido uma das etapas da formação de buracos negros supermassivos.

Fonte: Universe Today

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