Buracos negros de massas extremamente pesadas não se formam a partir de estrelas, mas pela fusão de grandes vácuos, descobriram os cientistas

Nova visão sobre a origem dos buracos negros mais massivos

Cientistas, ao analisar 153 eventos de fusão de buracos negros registrados no catálogo GWTC‑4, concluíram que objetos com massa superior a ~45 M⊙ não se formam diretamente após a morte das estrelas. Em vez disso, eles são formados em aglomerados densos de estrelas antigas, onde os buracos negros já existentes frequentemente colidem e se unem.

O que foi estudado
- Eventos: 153 fusões de buracos negros registradas pela LIGO, Virgo e KAGRA.
- Objetivo: descobrir como surgem os objetos mais pesados – imediatamente após o colapso de uma estrela supermassiva ou através de uma série de fusões subsequentes.

Principais conclusões
1. Duas categorias de buracos negros
- *Massas pequenas* (até ~45 M⊙) – provavelmente nascem do colapso do núcleo de uma estrela massiva durante a explosão de supernova.
- *Massas grandes* (> 45 M⊙) – sua rotação e orientação indicam múltiplas fusões dentro de aglomerados densos.

2. Problema da “falha de massa”
De acordo com a teoria, estrelas em um determinado intervalo de massas deixam de produzir buracos negros após a morte: a explosão destrói completamente o núcleo. O limite inferior dessa falha está próximo de 45 M⊙. Assim, a formação direta de buracos negros mais massivos a partir de uma única estrela é improvável.

3. Cenário de cadeia de fusões
- Após a primeira fusão, a massa aumenta e, em um aglomerado denso, a probabilidade de uma segunda colisão cresce.
- Assim são formados objetos com massa superior a 45 M⊙.

O que dizem os especialistas
- Izabel Romero‑Show: “Buracos negros de grande massa giram mais rápido, e seus eixos de orientação parecem aleatórios – exatamente o sinal que esperamos de múltiplas fusões em aglomerados.”
- Fabio Antoniini (Universidade de Cardiff): “Agora a questão não é apenas como esses objetos se formam, mas se eles ajustam nossos modelos de evolução estelar.”

Resultado
Os resultados destacam a importância dos aglomerados densos na criação dos buracos negros mais pesados detectados por ondas gravitacionais. Esta descoberta questiona as concepções tradicionais sobre a formação direta de buracos negros massivos a partir de estrelas isoladas e enfatiza a necessidade de considerar múltiplas fusões nos modelos de evolução de objetos compactos.