O consórcio internacional LIGO-Virgo-KAGRA publicou um artigo no The Astrophysical Journal Letters, relatando a detecção, em outubro e novembro de 2024, de dois eventos de ondas gravitacionais acompanhados de características de giro anômalo de buracos negros. Esses resultados oferecem novas pistas observacionais para estudar os mecanismos de formação de buracos negros no universo.

O primeiro evento, GW241011, ocorreu em 11 de outubro de 2024, a cerca de 700 milhões de anos-luz da Terra, e foi gerado pela fusão de dois buracos negros com massas de 17 e 7 vezes a do Sol. O buraco negro de maior massa neste evento apresentou a maior velocidade de rotação já observada. O segundo evento, GW241110, foi detectado em 10 de novembro de 2024, a aproximadamente 2,4 bilhões de anos-luz, originado pela fusão de buracos negros com 16 e 8 massas solares. A direção de rotação do buraco negro principal neste evento é oposta à de sua órbita, sendo a primeira observação desse tipo de fenômeno.

O coautor do artigo e professor assistente de astrofísica da Universidade de Nevada, em Las Vegas, Carl John Haster, afirmou: “Cada nova detecção fornece insights importantes sobre o universo, lembrando-nos de que cada fusão observada não é apenas uma descoberta astrofísica, mas também um laboratório valioso para explorar as leis fundamentais da física. Baseando-se em observações anteriores, esse tipo de binário já havia sido previsto, mas esta é a primeira evidência direta de sua existência.”

O porta-voz da colaboração científica LIGO, professor Stephen Fairhurst, da Universidade de Cardiff, destacou: “Como ambos os eventos envolvem um buraco negro com massa significativamente maior que seu companheiro e rápida rotação, eles fornecem fortes evidências para a teoria de buracos negros formados por fusões anteriores.” Cientistas sugerem que esses buracos negros podem ter se formado por meio de processos de “fusões hierárquicas” em ambientes densos como aglomerados estelares.

A equipe de pesquisa, ao analisar os harmônicos superiores do sinal GW241011, validou previsões-chave da teoria da relatividade geral de Einstein. Os dados observacionais do evento correspondem fortemente ao modelo de buraco negro em rotação descrito pelo matemático Roy Kerr. Além disso, a observação de buracos negros de rotação rápida impõe restrições a teorias de partículas além do modelo padrão, como os bósons ultraleves.

Gianluca Gemme, porta-voz da colaboração Virgo, enfatizou: “Essas detecções destacam a capacidade observacional dos observatórios globais de ondas gravitacionais. Estruturas de giro incomuns não apenas desafiam o conhecimento sobre a formação de buracos negros, mas também fornecem evidências para fusões hierárquicas em ambientes densos do universo.” Atualmente, a quarta campanha de observação da rede LIGO-Virgo-KAGRA está próxima do fim, tendo se estendido até fevereiro de 2025 e identificado cerca de 300 eventos candidatos de fusão de buracos negros.