Um mistério de longa data sobre explosões estelares que não deixam vestígios pode ter sido solucionado por meio de uma nova pesquisa. De acordo com o Olhar Digital, as chamadas supernovas de instabilidade de pares, um tipo raro de morte estelar, seriam a chave para entender esse fenômeno.
Diferentemente de outros tipos de supernovas, nesse processo o colapso do núcleo da estrela ocorre devido à produção de pares de matéria e antimatéria, como elétrons e pósitrons, que reduzem a pressão de radiação interna. Isso leva a uma explosão catastrófica que dispersa completamente as camadas da estrela, sem deixar resíduos que poderiam formar buracos negros diretamente a partir dela.
Esse tipo de supernova é exclusivo de estrelas extremamente massivas, com massas entre 130 e 250 vezes a do Sol, e que possuem baixa concentração de elementos pesados. Essa característica cria o que os cientistas chamam de “faixa proibida” de massas para buracos negros de origem estelar, ou seja, um intervalo no qual buracos negros não se formam a partir de estrelas individuais.
Um estudo publicado na revista Nature no dia 7 de abril, com base em dados do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria a Laser (LIGO), nos EUA, e dos projetos Virgo, na Itália, e KAGRA, no Japão, investigou essa lacuna na distribuição de massas de buracos negros. Os resultados indicam que, em pares de buracos negros detectados, o componente menor raramente excede 44 vezes a massa do Sol, enquanto o maior não segue essa limitação, sugerindo que buracos negros dentro da faixa proibida só se formam por fusões de objetos menores, e não diretamente de estrelas.
Hui Tong, estudante de doutorado da Universidade Monash, na Austrália, e líder da pesquisa, afirmou que a ausência de buracos negros de origem estelar na faixa proibida se deve às supernovas de instabilidade de pares, que impedem a formação direta desses objetos massivos.
A coautora do estudo, professora Maya Fishbach, da Universidade Northwestern, nos EUA, destacou que os dados obtidos fornecem evidências indiretas de um dos eventos mais extremos do universo. Ela também explicou que, após sua formação, buracos negros podem continuar a crescer por meio de fusões repetidas com outros objetos, o que amplia a compreensão sobre a evolução desses corpos celestes.
A pesquisa combina observações de ondas gravitacionais com modelos teóricos para mapear como as estrelas massivas terminam suas vidas e como suas explosões moldam a população de buracos negros no cosmos.
Os dados do LIGO, Virgo e KAGRA têm se mostrado cruciais para avançar o conhecimento sobre fenômenos extremos no espaço. A análise detalhada da distribuição de massas de buracos negros oferece uma nova perspectiva sobre os limites físicos que governam a morte de estrelas gigantes.
Além disso, o estudo reforça a importância de observatórios de ondas gravitacionais para captar sinais de eventos que ocorreram a bilhões de anos-luz de distância, permitindo aos cientistas reconstruir a história do universo. Essa descoberta não apenas esclarece o destino de estrelas supermassivas, mas também abre caminho para futuras investigações sobre a dinâmica de fusões de buracos negros e seu impacto na estrutura do espaço-tempo.
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