Quando os astrônomos detectaram a GW231123, encontraram algo difícil de explicar.
O sinal de ondas gravitacionais foi atribuído à fusão de dois buracos negros extraordinariamente massivos. O objeto resultante teria aproximadamente 225 vezes a massa do Sol.
O problema é que as características dos dois buracos negros colocavam o evento em uma região complicada para os modelos tradicionais de formação desses objetos.
Agora, um estudo publicado no The Astrophysical Journal Letters apresenta uma possibilidade diferente.
Talvez os buracos negros nunca tenham sido tão extremos.
A gravidade de outro objeto localizado entre a fusão e a Terra pode ter distorcido o sinal, criando uma espécie de ilusão cósmica.
Por que essa fusão parecia “impossível”?
O mistério envolve um conceito conhecido como lacuna de instabilidade de pares.
Quando estrelas muito massivas chegam ao final de suas vidas, determinados processos físicos dificultam a formação direta de buracos negros dentro de uma faixa específica de massas.
Essa região é estimada aproximadamente entre 70 e 140 vezes a massa do Sol, embora seus limites dependam dos modelos utilizados.
E foi justamente aí que surgiu o problema.
As estimativas iniciais indicavam que os dois buracos negros responsáveis pela GW231123 tinham aproximadamente 137 e 103 massas solares.
Além disso, apresentavam rotações extremamente rápidas.
Essas características obrigaram os pesquisadores a considerar cenários menos convencionais para explicar como objetos desse tamanho poderiam ter se formado e posteriormente se fundido.
A resposta pode estar nas lentes gravitacionais
A nova hipótese envolve um fenômeno previsto pela relatividade geral de Albert Einstein: as lentes gravitacionais.
Objetos muito massivos, como galáxias e aglomerados de galáxias, deformam o espaço-tempo ao seu redor.
Quando a luz de um objeto distante atravessa essa região, sua trajetória pode ser desviada e sua imagem, ampliada ou distorcida.
Esse efeito é extremamente útil para os astrônomos porque permite observar objetos que, de outra maneira, seriam distantes ou fracos demais para serem detectados.
Mas também pode alterar a maneira como interpretamos aquilo que estamos vendo.
E não é apenas a luz que pode sofrer esses efeitos.
Ondas gravitacionais também atravessam o espaço-tempo
Ondas gravitacionais são perturbações no próprio espaço-tempo produzidas por eventos cósmicos violentos, como colisões entre buracos negros.
Detectores como o LIGO conseguem registrar essas ondas e analisar suas características.
A partir do formato e da frequência do sinal, os pesquisadores estimam propriedades como massa e rotação dos objetos envolvidos.
O novo estudo argumenta que uma lente gravitacional localizada no caminho da GW231123 poderia ter provocado efeitos de difração e interferência sobre o sinal.
Isso teria alterado o “som” captado pelos detectores.
Consequentemente, os cientistas poderiam ter interpretado os buracos negros como mais massivos e extremos do que realmente eram.
Uma lente de até 850 vezes a massa do Sol
Segundo Srashti Goyal, coautora principal do estudo e pesquisadora do Instituto Albert Einstein, na Alemanha, os dados poderiam ser explicados caso o sinal tivesse sido desviado e distorcido por um objeto compacto.
Essa possível lente teria entre aproximadamente 190 e 850 vezes a massa do Sol.
Outra possibilidade seria uma estrutura maior e mais espalhada, como um aglomerado globular de estrelas.
Ao considerar esse efeito, os pesquisadores conseguiram explicar as massas observadas sem exigir que os buracos negros apresentassem características tão incomuns.
A própria rotação extrema dos objetos também deixaria de ser necessária.
O buraco negro final poderia ser muito menor
Para explicar o fenômeno, os pesquisadores fizeram uma comparação com instrumentos musicais.
Imagine ouvir uma nota grave de um violoncelo e, devido a uma distorção no som, interpretá-la como proveniente de um contrabaixo.
Algo parecido poderia acontecer com as ondas gravitacionais.
Os detectores utilizam as características do sinal para reconstruir as propriedades dos buracos negros. Se o sinal foi alterado durante sua viagem pelo universo, as estimativas também podem mudar.
Nesse cenário, o buraco negro final da GW231123 teria aproximadamente 140 massas solares, e não as 225 estimadas originalmente.
Isso tornaria sua formação muito menos extrema e mais compatível com os modelos conhecidos.
A hipótese ainda não foi confirmada
Existe, porém, uma ressalva fundamental.
Os pesquisadores não demonstraram que uma lente gravitacional realmente estava entre a GW231123 e a Terra.
O estudo mostra que essa interpretação é fisicamente possível e consegue explicar algumas das características aparentemente extraordinárias do evento.
Portanto, a ideia funciona como uma hipótese alternativa, não como uma solução definitiva para o mistério.
Outras explicações para a origem desses buracos negros continuam possíveis.
Ainda assim, o trabalho sugere que os astrônomos talvez precisem considerar com mais atenção os efeitos das lentes gravitacionais ao interpretar futuras detecções.
Uma ilusão que poderia abrir uma nova janela para o universo
Se ondas gravitacionais afetadas por lentes forem identificadas de maneira convincente, isso não diminuiria a importância dessas descobertas.
Muito pelo contrário.
As lentes gravitacionais tradicionais já permitem estudar galáxias, estrelas e outros objetos que seriam extremamente difíceis de observar diretamente.
Ondas gravitacionais distorcidas pela gravidade poderiam oferecer uma nova ferramenta para investigar estruturas invisíveis espalhadas pelo universo.
Por enquanto, a GW231123 continua sendo um evento extraordinário.
Mas talvez sua característica mais surpreendente não seja a existência de dois buracos negros aparentemente “impossíveis”.
Pode ser que, durante sua longa viagem até a Terra, a própria gravidade tenha alterado o sinal e enganado os instrumentos que tentavam descobrir o que realmente aconteceu.
