Fusões entre buracos negros e estrelas de nêutrons: uma afronta às leis da física!

“Isso é uma prova convincente de que nem todos os pares estrela de nêutrons - buraco negro compartilham a mesma origem.”

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Por Robert Lea

Traduzido e adaptado por Marco Centurion

Uma ilustração de um sistema binário excêntrico formado por uma estrela de nêutrons e um buraco negro. A trajetória da estrela de nêutrons é mostrada em azul e o movimento do buraco negro em laranja enquanto os dois objetos orbitam um ao outro. (Crédito da imagem: Geraint Pratten, Royal Society University Research Fellow, University of Birmingham)

Cientistas descobriram que, antes de buracos negros colidirem com estrelas de nêutrons e se fundirem, esses remanescentes estelares extremos podem girar um ao redor do outro em órbitas ovais, em vez de órbitas circulares. A revelação demonstra mais uma forma pela qual buracos negros e estrelas de nêutrons desafiam as leis da física e lança dúvidas sobre suposições a respeito da formação e da evolução desses sistemas binários mistos.

Uma equipe de cientistas questionou a suposição de que buracos negros e estrelas de nêutrons se aproximam em órbitas circulares ao estudar ondulações no espaço-tempo, ou ondas gravitacionais, emitidas por justamente uma “fusão mista” desse tipo. O sinal dessa fusão, chamado GW200105, foi detectado pelo consórcio de detectores de ondas gravitacionais Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) e Virgo. A fusão ocorreu a cerca de 910 milhões de anos-luz de distância, resultando na criação de um buraco negro remanescente com aproximadamente 13 vezes a massa do Sol.

“Essa descoberta nos dá pistas novas e vitais sobre como esses objetos extremos se unem. Ela nos mostra que nossos modelos teóricos estão incompletos e levanta novas questões sobre onde, no universo, esses sistemas se formam.”

disse em comunicado Patricia Schmidt, membro da equipe e pesquisadora da Universidade de Birmingham, no Reino Unido.

A chave para a descoberta da equipe foi um novo modelo de ondas gravitacionais desenvolvido no Instituto de Astronomia de Ondas Gravitacionais da Universidade de Birmingham, que permitiu a Schmidt e seus colegas determinar as órbitas dos objetos progenitores.

Isso incluiu calcular o quanto o buraco negro e a estrela de nêutrons que colidiram para gerar esse sinal de ondas gravitacionais estavam oscilando, ou precessionando (aquele movimento gerado pelo brinquedo pião, pouco antes de cessar seu movimento), antes da fusão. Os cálculos revelaram uma ausência de precessão antes da fusão.

Esta é a primeira vez que essas características foram medidas para uma “fusão mista” entre um buraco negro e uma estrela de nêutrons, ambos remanescentes estelares criados quando estrelas massivas findam seu ciclo e passam por colapso gravitacional. Os resultados sugerem a influência de um terceiro objeto invisível nesse sistema.

“A órbita entrega o jogo. Sua forma elíptica pouco antes da fusão mostra que esse sistema não evoluiu tranquilamente em isolamento, mas quase certamente foi moldado por interações gravitacionais com outras estrelas ou com um terceiro companheiro”

continuou Schmidt.

Anteriormente, quando se considerava uma órbita circular para os objetos progenitores dessa fusão, os pesquisadores haviam subestimado a massa do buraco negro, estimando-a em cerca de 9 vezes a massa do Sol, e a da estrela de nêutrons em cerca de 2 massas solares.

“Isso é uma prova convincente de que nem todos os pares estrela de nêutrons - buraco negro compartilham a mesma origem. A órbita excêntrica sugere um local de nascimento em um ambiente onde muitas estrelas interagem gravitacionalmente.”

disse o membro da equipe Gonzalo Morras, da Universidad Autónoma de Madrid, na Espanha.

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Ilustração de uma fusão mista entre estrela de nêutrons e buraco negro (Créditos da imagem: Carl Knox, OzGrav – Swinburne University)

Os resultados dos cientistas indicam que provavelmente existem várias maneiras pelas quais fusões entre buracos negros e estrelas de nêutrons podem ocorrer, em vez de haver apenas um único canal dominante de formação.

Isso pode ajudar a explicar por que os astrônomos estão observando uma diversidade cada vez maior em sistemas binários de remanescentes estelares em processo de fusão.

Os resultados da equipe foram publicados no dia 11 de março, no Astrophysical Journal Letters e pode ser lido aqui na íntegra. 

Artigo encontrado no site Space.com (originalmente publicado em 12/03/2026)

Link para acesso ao original: https://www.space.com/astronomy/black-holes/black-hole-and-neutron-star-mergers-push-the-laws-of-physics-with-their-odd-orbits