Os cientistas estão se familiarizando com os buracos negros que surgem durante a noite. Em 2015, o Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (ou LIGO) fez história ao detectar os estrondos no espaço-tempo causados ​​por dois buracos negros colidindo em uma galáxia distante, distante. Esta primeira detecção confirmou a existência de buracos negros de massa estelar binária, ou aqueles nascidos de mortes espetaculares de supernovas de estrelas massivas. Desde então, detectamos várias outras fusões (além de uma fusão de estrelas de nêutrons bônus!).

Agora, em pesquisa publicada em 10 de abril, 2018, na revista Physical Review Letters, os pesquisadores sugerem que os buracos negros provavelmente se fundem repetidamente para produzir buracos negros que são muito massivos para serem produzidos por apenas uma estrela. E aglomerados de estrelas globulares podem ser a vizinhança perfeita para esses objetos se formarem e se fundirem - continuamente.

"Achamos que esses aglomerados se formaram com centenas a milhares de buracos negros que rapidamente afundaram no centro, "disse Carl Rodriguez, do MIT e do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial, em um comunicado. "Esses tipos de clusters são essencialmente fábricas de binários de buracos negros, onde você tem tantos buracos negros pendurados em uma pequena região do espaço que dois buracos negros poderiam se fundir e produzir um buraco negro mais massivo. Então, esse novo buraco negro pode encontrar outro companheiro e se fundir novamente. "

O LIGO ainda não pegou uma dessas "fusões de segunda geração". Todas as fusões detectadas até agora envolveram buracos negros de massa estelar (aqueles provavelmente formados por estrelas massivas únicas). Caso as ondas gravitacionais de um evento de fusão envolvendo um buraco negro de 50 vezes a massa do nosso Sol sejam detectadas no futuro, Contudo, isso seria uma forte evidência para sugerir a fusão repetida de buracos negros. E isso seria emocionante.

"Se esperarmos o suficiente, então, eventualmente, LIGO verá algo que só poderia ter vindo desses aglomerados de estrelas, porque seria maior do que qualquer coisa que você poderia obter de uma única estrela, "acrescentou Rodriguez.

A maioria das galáxias abriga aglomerados globulares, com mais aglomerados encontrados em galáxias maiores. Portanto, galáxias elípticas massivas podem hospedar dezenas de milhares de aglomerados, enquanto a Via Láctea tem cerca de 200, com o mais próximo localizado 7, 000 anos-luz da Terra. Esses aglomerados contêm estrelas antigas, todas amontoadas em um pequeno volume, portanto, as condições são propícias para que quaisquer buracos negros dentro desses aglomerados caiam para o centro e se acomodem a quaisquer outros buracos negros que possam estar à espreita.

Se dois buracos negros se aproximarem um do outro depois de cair de diferentes partes de um aglomerado, cálculos da relatividade sugerem que eles irão emitir ondas gravitacionais, assim, minando a energia de seu movimento através do aglomerado. Isso faria com que os buracos negros ficassem mais lentos e começassem a entrar em espiral, eventualmente estabelecendo uma órbita binária em torno do outro. Então seus destinos estão selados. Ambos os buracos negros continuarão a emitir ondas gravitacionais, fazendo com que sua órbita encolha até que o par colida, fundir-se e explodir com uma poderosa explosão de onda gravitacional que viajaria na velocidade da luz. Esse buraco negro recém-fundido ficaria então dentro do aglomerado esperando que outro buraco negro passasse e começasse a dança binária mais uma vez.

Contudo, quando a equipe de Rodriguez fez as simulações, eles presumiram que os buracos negros em fusão estavam girando rapidamente e os resultados foram, Nós vamos, bastante balístico.

"Se os dois buracos negros estão girando quando se fundem, o buraco negro que eles criam emitirá ondas gravitacionais em uma única direção preferida, como um foguete, criando um novo buraco negro que pode disparar tão rápido quanto 5, 000 quilômetros por segundo - então, insanamente rápido, "disse Rodriguez." Leva apenas um chute de talvez algumas dezenas a cem quilômetros por segundo para escapar de um desses aglomerados. "

Por esta lógica, se os buracos negros mesclados estão sendo arrancados dos aglomerados, eles não podem se fundir novamente. Mas, depois de analisar o spin típico dos buracos negros detectados pelo LIGO, a equipe descobriu que o spin do buraco negro é muito menor, o que significa que há menos chance de os aglomerados liberarem seus buracos negros recém-fundidos. Depois de fazer essa correção, os pesquisadores descobriram que quase 20 por cento dos binários de buracos negros teriam pelo menos um buraco negro formado em uma fusão anterior. E por conta deles, os buracos negros de segunda geração devem ter uma faixa de massa reveladora entre 50 e 130 massas solares. Não há outra maneira de produzir buracos negros dessa massa se não fosse por fusões.

Então, por enquanto, cabe aos detectores de ondas gravitacionais do mundo encontrar um sinal que foi produzido por um buraco negro de segunda geração.

Acredita-se que o próprio aglomerado globular de estrelas NGC 362 da Via Láctea tenha entre 10 e 11 bilhões de anos, de acordo com a Agência Espacial Europeia. A própria galáxia tem mais de 13 bilhões de anos.