Cientistas do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO) anunciaram em 14 de novembro a detecção da maior fusão de buracos negros já observada. O evento, catalogado como GW231123, foi captado em 2023 e analisado durante dois anos até que a equipe confirmasse sua natureza e dimensão.
Dois buracos negros com cerca de 100 e 140 vezes a massa do Sol colidiram a aproximadamente 10 bilhões de anos-luz da Terra, gerando um objeto de 225 massas solares. A diferença entre a soma inicial e o resultado final transformou-se em ondas gravitacionais que percorreram o Universo antes de alcançar os detectores norte-americanos.
Como o sinal foi captado
O LIGO opera dois interferômetros, um no estado de Washington e outro na Louisiana, separados por 3 mil quilômetros para evitar que ruídos locais imitem fenômenos cósmicos. Cada instalação possui braços de quatro quilômetros, onde feixes de laser percorrem túneis a vácuo, refletem em espelhos e retornam ao ponto de origem.
Quando uma onda gravitacional atravessa o interferômetro, um braço do laser se alonga ligeiramente em relação ao outro, criando um padrão de interferência que revela a passagem da ondulação. A variação medida é minúscula, cerca de dez mil vezes menor que o diâmetro de um próton, exigindo extrema precisão e isolamento de vibrações terrestres.
Somente sinais coincidentes nos dois detectores são considerados autênticos. A concordância permite estimar distância, massa e velocidade dos corpos envolvidos, informações essenciais para reconstituir o cenário cósmico. No caso do GW231123, a análise indicou um sistema binário em rápida espiral até a fusão final.
Buracos negros em rotação extrema
Os pesquisadores observaram que ambos os buracos negros giravam cerca de 400 mil vezes mais rápido que a Terra, próximos ao limite teórico definido pela relatividade geral. Se essa barreira fosse superada, o horizonte de eventos desapareceria, restando apenas a singularidade, algo nunca documentado na natureza.
A velocidade excepcional gerou incertezas na interpretação do sinal. Modelos computacionais usados para comparar dados experimentais tiveram dificuldade em reproduzir ondas gravitacionais produzidas por objetos com rotação tão elevada, indicando que os atuais algoritmos precisam de ajustes.
Desafios para os modelos teóricos
Para compreender cada detecção, a equipe do LIGO cria inúmeros cenários simulados e verifica qual deles melhor se ajusta às medições. Normalmente há consenso entre os resultados, mas, nesta fusão, os modelos divergiram de forma significativa, revelando lacunas na descrição matemática de sistemas altamente giratórios.
O aperfeiçoamento dessas ferramentas será fundamental para extrair informações mais precisas de futuras detecções. Revisões nos códigos de simulação deverão contemplar novos parâmetros de rotação e interação, ampliando a capacidade de identificar eventos extremos em diferentes escalas de massa.
Próximos passos: missão LISA
Enquanto aprimoram os modelos, os pesquisadores se preparam para a próxima geração de observatórios. A Antena Espacial de Interferômetro Laser (LISA), parceria entre a Agência Espacial Europeia e a NASA, deve ser lançada em 2035 com três espaçonaves posicionadas a 2,5 milhões de quilômetros umas das outras, seguindo a órbita terrestre ao redor do Sol.
Com braços virtuais centenas de vezes maiores que os do LIGO, a LISA será capaz de detectar fusões de buracos negros supermassivos e de galáxias inteiras. A expectativa é combinar sinais gravitacionais e emissões eletromagnéticas, oferecendo uma visão simultânea e detalhada de fenômenos até hoje inacessíveis.
O anúncio do GW231123 reforça a importância dessa próxima etapa. A maior fusão já registrada não só amplia o catálogo de eventos cósmicos como evidencia limites tecnológicos e teóricos, orientando melhorias que permitirão à comunidade científica “ouvir” o Universo com ainda mais clareza nas próximas décadas.
