Tecnologia Científica

Estudo mostra que o evento GW190521 pode ser explicado por buracos negros primordiais
Os cientistas consideraram especificamente a possibilidade de que o evento GW190521 pudesse estar associado a buracos negros primordiais , aqueles produzidos no ini­cio do universo .
Por Ingrid Fadelli - 06/03/2021


A fusão mais massiva de um buraco negro bina¡rio. Este gra¡fico mostra uma imagem esta¡tica de uma simulação de relatividade numanãrica consistente com GW190521. As ondulações ilustram a curvatura do Espaço-tempo e as ondas gravitacionais produzidas pelo par de buracos negros em fusão. A parte inferior mostra o sinal da onda gravitacional em função do tempo. A esquerda mostra representações dos horizontes de eventos do
buraco negro para GW190521 e outros binários macia§os de buracos negros detectados pelo LIGO / Virgo. (Crédito: D. Ferguson, K. Jani, D. Shoemaker, P. Laguna, Georgia Tech, MAYA Collaboration).

Em setembro de 2020, a colaboração LIGO / Virgo, uma grande equipe de cientistas trabalhando em diferentes universidades em todo o mundo, anunciou que havia detectado a maioria dos sinais binários de ondas gravitacionais massivas observados atéo momento, que eles chamaram de GW190521. Em um artigo publicado na Physical Review Letters , eles exploraram a hipa³tese de que esse sinal foi produzido pela fusão de dois buracos negros, com pelo menos a massa do componente prima¡rio na lacuna de massa prevista pela teoria da supernova de instabilidade de par.

Pesquisadores da Universitéde Gena¨ve, Technion, Sapienza University e INFN examinaram recentemente os dados do LIGO / Virgo e exploraram uma explicação alternativa para o evento GW190521. Em seu artigo, também publicado na Physical Review Letters , eles consideraram especificamente a possibilidade de que o evento GW190521 pudesse estar associado a buracos negros primordiais , aqueles produzidos no ini­cio do universo .

"Nosso artigo se originou da observação da colaboração LIGO / Virgo do chamado evento GW190521, a fusão de dois buracos negros", disse Antonio Riotto, um dos pesquisadores que realizaram o estudo. "O buraco negro mais massivo acaba sendo no chamado gap de massa, isto anã, em uma gama de massas onde os argumentos astrofisicos são deficientes para explicar a natureza astrofa­sica de tal buraco negro. Nosso objetivo principal era entender se o evento poderia ter uma explicação dentro do cena¡rio do buraco negro primordial, ou seja, por aqueles buracos negros que são gerados no ini­cio do universo e cujas massas podem cair na lacuna de massa sem qualquer problema. "

Para examinar a possibilidade de que um sinal esteja associado ao chamado cena¡rio de buraco negro primordial, pode-se calcular a taxa na qual dois buracos negros de origem primordial se fundem (ou seja, sua taxa de fusão) para produzir um sinal de onda gravitacional. Posteriormente, os pesquisadores devem comparar essa previsão com a taxa de fusão que seria necessa¡ria para explicar o sinal observado.

"Combinando tal previsão com a taxa observada necessa¡ria para explicar o evento GW190521, encontramos os parametros do cena¡rio [que eram] necessa¡rios e verificamos se eles escaparam das restrições atuais de outros experimentos, por exemplo, aqueles de fundo de micro-ondas ca³smico (CMB) restrições ", disse a Riotto. "Na verdade, parece que o evento GW190521 pode ser explicado por nossa hipa³tese inicial de buraco negro primordial."

Riotto e seus colegas demonstraram que o evento GW190521 observado pela colaboração LIGO / Virgo poderia ser teoricamente explicado pela fusão de buracos negros primordiais. No futuro, seu trabalho podera¡, assim, informar outros estudos que visam confirmar a existaªncia de buracos negros primordiais. Enquanto isso, os pesquisadores planejam explorar a possibilidade de que outros eventos detectados pela colaboração LIGO / Virgo tenham se originado de buracos negros primordiais.

"Como parte do esfora§o conta­nuo para estabelecer a existaªncia de buracos negros primordiais usando dados de ondas gravitacionais atuais e futuras, organizamos um workshop que reaºne cientistas que estudam buracos negros das comunidades primordial e astrofa­sica, bem como membros do LIGO / Colaboração de Virgem, com o objetivo de criar sinergias entre especialistas de diferentes áreas ", disse Gabriele Franciolini, outro pesquisador envolvido no estudo. “Com mais de 300 participantes, a grande participação comprova o amplo interesse da comunidade cienta­fica por esta estimulante linha de pesquisa”.

 

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