Em novembro de 2023, os detectores LIGO registraram ondas gravitacionais produzidas pela colisão de dois buracos negros. Batizado de GW231123, o evento parecia envolver objetos com uma massa total entre 190 e 265 vezes a do Sol, tornando-se a fusão de buracos negros mais massiva já observada. Agora, cientistas descobriram que essa interpretação pode estar errada.
Uma lupa cósmica pode ter enganado os cientistas
Pesquisadores ligados ao Instituto Max Planck de Física Gravitacional, também conhecido como Albert Einstein Institute (AEI), investigaram a possibilidade de que GW231123 tenha passado por uma lente gravitacional antes de chegar à Terra.
O fenômeno é previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein. Quando luz ou ondas gravitacionais passam perto de uma grande concentração de matéria, a curvatura do espaço-tempo pode modificar sua trajetória.
O resultado funciona como uma gigantesca lente natural capaz de ampliar sinais produzidos a bilhões de anos-luz de distância.
No caso de GW231123, porém, pode ter acontecido algo ainda mais interessante. A combinação entre uma lente gravitacional maior e uma microlente compacta teria não apenas amplificado as ondas, mas também alterado sua forma.
Isso poderia explicar por que os buracos negros inicialmente pareceram tão grandes.
Como um buraco negro pode parecer mais massivo?
A distância tem papel fundamental nas estimativas feitas a partir das ondas gravitacionais.
Por causa da expansão do Universo, o chamado desvio para o vermelho, ou redshift, altera a maneira como interpretamos a massa de objetos muito distantes. Ao mesmo tempo, uma lente gravitacional pode aumentar a intensidade do sinal e fazer sua fonte parecer mais próxima.
A combinação desses dois efeitos pode levar os pesquisadores a superestimar a massa real dos buracos negros.
Para testar a hipótese, os cientistas analisaram GW231123 em três cenários: sem lente, com uma lente pontual isolada e com uma lente compacta inserida em um campo gravitacional maior, como o produzido por uma galáxia.
Os resultados favoreceram a possibilidade de que algum tipo de lente tenha interferido no sinal.
De 232 para cerca de 137 massas solares
Uma das pistas mais interessantes apareceu em uma pequena distorção registrada nas ondas gravitacionais.
O sinal apresenta uma estrutura adicional separada por aproximadamente 20 milissegundos da principal. Segundo os pesquisadores, essa característica pode estar relacionada à difração e à interferência provocadas pela lente.
As simulações indicaram uma probabilidade inferior a 1% de que o ruído dos detectores produzisse acidentalmente uma característica semelhante. Ainda assim, os cientistas ressaltam que isso não comprova definitivamente a existência da lente.
Caso a hipótese esteja correta, a diferença nas massas seria enorme.
Sem considerar o efeito, GW231123 teria aproximadamente 232 massas solares e exigiria dois buracos negros extremamente pesados e com velocidades de rotação incomuns.
Com a lente incluída nos cálculos, a massa intrínseca mediana cairia para aproximadamente 137 massas solares. Os dois buracos negros teriam menos de 100 e 50 massas solares, respectivamente.
Isso tornaria o sistema menos extremo e mais compatível com os modelos conhecidos de formação e evolução de buracos negros.
O objeto que criou a lente é outro mistério
A possível lente também chama atenção.
Os cálculos sugerem que o objeto compacto responsável pela distorção poderia ter entre aproximadamente 190 e 850 massas solares. Uma possibilidade seria um buraco negro de massa intermediária, categoria de objetos que os astrônomos ainda tentam compreender melhor.
Mas existem outras explicações.
Um aglomerado globular ou um conjunto de objetos estelares também poderia produzir efeitos semelhantes. Os pesquisadores destacam que objetos compactos individuais entre 100 e 1.000 massas solares deveriam ser extremamente raros.
Além disso, os resultados sugerem que a possível lente estaria dentro de um campo gravitacional maior, talvez pertencente à galáxia onde se encontra.
Por enquanto, GW231123 continua sendo um mistério. O novo estudo não prova que uma lente gravitacional distorceu sua passagem até a Terra, mas mostra que essa hipótese consegue explicar várias características estranhas do evento ao mesmo tempo.
E existe uma consequência ainda mais interessante: as ondas gravitacionais podem revelar não apenas informações sobre os buracos negros que as produziram, mas também sobre objetos invisíveis encontrados durante sua longa viagem pelo Universo.
[ Fonte: Wired ]
