Cientistas simulam colisão entre um buraco negro grande e um pequeno

Astrofísicos conseguiram simular a colisão mais radical entre dois buracos negros até hoje: um buraco negro centena de vezes mais massivo do que o outro.

Quando dois buracos negros colidem em cenários realistas da astrofísica, eles não têm o mesmo tamanho. Colisão de galáxias seria o tipo de cenário em que buracos negros com massas muito diferentes, ou seja, com relações de massa desde dois para um até um milhão para um, cairiam uns sobre os outros conforme vazassem grandes quantidades de energia orbital através da emissão de ondas gravitacionais.

Porém, até cinco anos atrás, cientistas disseram que colisões tão massivas não poderiam ser reproduzidas. Naquela época, simulações de colisão entre buracos negros de massas iguais chegaram até fusões de um buraco negro 10 vezes mais massivo. As colisões de buracos negros até uma relação de massa de 10 para 1 representaram os limites das técnicas reproduzidas pelos cientistas.

Porém, alguns pesquisadores, reunidos em Portugal, conseguiram criar novas técnicas. Eles precisaram de um supercomputador com 70.000 processadores e quase três meses para completar a simulação. Eles acreditam que podem ir além desta relação de massa, talvez a mil para um, mas esse problema complexo só poderia ser resolvido por supercomputadores ainda mais potentes.

A nova simulação é especialmente importante porque faz uma ponte entre as lacunas de duas abordagens de pesquisa muito diferentes: uma que começou a partir de colisões de buracos negros com massas similares e outra que utiliza o que é chamado de técnicas de perturbação, que se aproxima de colisões com a relação de massa de mil para um.

A simulação também pode ajudar a prever a assinatura de ondas gravitacionais que vêm de colisões de buracos negros de diferentes relações de massa. Astrônomos à procura de ondas gravitacionais agora podem entender exatamente o que estão detectando.

Atualmente, existem dois grandes esforços em andamento nos EUA para detectar ondas gravitacionais; um observatório baseado em terra e um observatório de ondas gravitacionais previsto para ser instalado no espaço, mas que ainda não está acima do chão.

A nova simulação vai ajudar a desenvolver famílias de formas de ondas gravitacionais que os astrônomos podem procurar nos próximos cinco anos, que é quando os observatórios devem estar prontos. O objetivo final é fazer testes de alta precisão da Relatividade Geral, o que tem algumas implicações importantes para a astrofísica.

Fonte: Hypescience