Astrônomos identificam o que seria luz da fusão de dois buracos negros

No dia 21 de maio de 2019, os detectores de ondas gravitacionais Ligo, nos Estados Unidos, e Virgo, na Itália, captaram sinais de uma possível fusão de dois buracos negros. A hipótese, que ainda precisa ser confirmada, veio após um clarão observado em um quasar, segundo um grupo de astrônomos liderados pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech).

Astrônomos identificam o que seria luz emitida pela fusão de buracos negros (Foto: Caltech/R. Hurt) 

Com base nessa associação, os cientistas publicaram um estudo nesta quinta-feira (25) na Physical Review Letters. De acordo com eles, a fusão ocorreu dentro do disco gasoso ao redor de um quasar, que é um buraco negro supermassivo que brilha intensamente enquanto "devora" a matéria ao seu redor. Como explicam os cientistas, se dois buracos negros de tamanho estelar se fundirem dentro desse disco, eles podem agitar o gás e fazer com que o quasar brilhe ainda mais.

Para testar essa hipótese, a equipe examinou dados do catálogo Zwicky Transient Facility (ZTF), que guarda informações sobre fenômenos cósmicos, particularmente aqueles que apresentam variações de luminosidade. Comparando os dados com os detectados pelos observatórios Ligo-Virgo em 2019, os cientistas descobriram a luz de um quasar que ocorreu na mesma região do céu, mas 35 dias depois.

Sabe-se que os quasares variam em brilho, mas os pesquisadores mostraram que o clarão observado foi inconsistente com os fenômenos normalmente observados nessa região do espaço em particular. Eles também descartaram outras explicações possíveis para a luminosidade, como a explosão de uma supernova.

No artigo, os astrônomos defendem que o clarão tenha sido resultado da colisão entre dois buracos negros no disco do quasar. De acordo com o modelo, outro buraco negro resultou da colisão em alta velocidade, criando um choque que aqueceu o gás, provocou o clarão e, consequentemente, as ondas gravitacionais detectadas. Já o "atraso" de 35 dias é resultado da dispersão da luz pelo disco opaco do quasar.

Os pesquisadores preveem que o buraco negro resultante da colisão orbitará o buraco negro supermassivo central do quasar e voltará a colidir com o disco aproximadamente um ano e meio após a fusão inicial — o que resultará em outro clarão.

Por isso, os cientistas planejam continuar observando a região nos próximos anos. "O resultado sugere um programa empolgante de observações futuras [de quasares] que acompanham as [observações de] ondas gravitacionais", disse Patrick Brady, porta-voz do Ligo-Virgo, em comunicado.