Inédita simulação detalha como colisões de estrelas alimentam buracos negros

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Pádua, na Itália, criou uma nova simulação hidrodinâmica chamada DEMOBLACK.

O programa desenvolvido pelos italianos tem o objetivo de observar o crescimento de buracos negros maciços em berçários estelares, onde grandes estrelas ficam próximas umas das outras.

A líder do projeto, Michela Mapelli, pretende responder a uma das questões mais enigmáticas da astrofísica: como dois buracos negros distantes se combinaram para produzir a GW190521, uma poderosa onda gravitacional detectada em 2019 pelo Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO, na sigla em inglês) e pelo observatório europeu Virgo.

Esse evento se transformou em uma dor de cabeça para os especialistas, pois o tamanho dos buracos negros em fusão, 85 e 66 vezes mais massivos que o nosso Sol, eram maiores que buracos negros de massa estelar, que se formam a partir dos núcleos colapsados de estrelas, e menores que os supermassivos.

Por coincidência, Mapelli já estava trabalhando nesta simulação um ano antes da descoberta da GW190521, o que, segundo ela, a fez "arregaçar as mangas".

De acordo com a simulação DEMOBLACK, tamanha onda gravitacional pode surgir quando grandes estrelas, como as encontradas densamente em um berçário estelar, se unem. Mapelli conseguiu, pela primeira vez, apresentar dados de uma simulação com duas enormes estrelas, com massas 40 e 60 vezes maiores que a do Sol.

"Ninguém conseguiu fazer a simulação de uma colisão com estrelas tão massivas", comemorou Mapelli.

A especialista em astrofísica italiana acredita que essas estrelas podem se colapsar e gerar um buraco negro 50 vezes mais massivo que o Sol e subsequentemente criar uma reação em cadeia, formando buracos negros binários, que por sua vez tendem a se fundir. Essas constantes trocas e colisões podem terminar em buracos negros exorbitantes com até 10.000 vezes a massa solar.

"Não temos certeza de que essa colisão seja a única explicação possível para um evento como 190521. Esta simulação não rejeita as outras", disse Mapelli.

Simulações anteriores só conseguiram replicar o choque entre estrelas de massa baixa e média. Na segunda-feira (11) a pesquisadora italiana vai apresentar em detalhes a sua simulação durante um encontro da Sociedade Americana de Física (APS, na sigla em inglês).