Envolto em mistério desde sua descoberta, o fenômeno dos buracos negros continua a ser um dos enigmas mais alucinantes em nosso universo.

Nos últimos anos, muitos pesquisadores fizeram progressos na compreensão dos buracos negros usando astronomia observacional e um campo emergente conhecido como astronomia de ondas gravitacionais, primeira hipótese formulada por Albert Einstein, que mede diretamente as ondas gravitacionais emitidas pelos buracos negros.

Por meio dessas descobertas nas ondas gravitacionais de buracos negros, que foram observados pela primeira vez em 2015 pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatories (LIGO) em Louisiana e Washington, pesquisadores aprenderam detalhes interessantes sobre esses objetos invisíveis e desenvolveram teorias e projeções sobre tudo, desde seus tamanhos até suas propriedades físicas.

Ainda, limitações no LIGO e outras tecnologias de observação impediram os cientistas de obter uma imagem mais completa dos buracos negros, e uma das maiores lacunas no conhecimento diz respeito a um certo tipo de buraco negro:os de massa intermediária, ou buracos negros que caem em algum lugar entre supermassivos (pelo menos um milhão de vezes maiores que o nosso sol) e estelares (pense:menores, embora ainda 5 a 50 vezes maior do que a massa do nosso sol).

Isso pode mudar em breve, graças a novas pesquisas de Vanderbilt sobre o que vem por aí para a astronomia de ondas gravitacionais. O estudo, liderado pelo astrofísico de Vanderbilt Karan Jani e apresentado hoje como uma carta em Astronomia da Natureza , apresenta um roteiro atraente para a captura de instantâneos de 4 a 10 anos da atividade de buracos negros de massa intermediária.

"Como uma orquestra sinfônica emite som em uma série de frequências, as ondas gravitacionais emitidas por buracos negros ocorrem em diferentes frequências e tempos, "disse Jani." Algumas dessas frequências têm largura de banda extremamente alta, enquanto alguns são de baixa largura de banda, e nosso objetivo na próxima era da astronomia de ondas gravitacionais é capturar observações multibanda de ambas as frequências para 'ouvir a música inteira, 'por assim dizer, quando se trata de buracos negros. "

Jani, um autoproclamado "caçador de buracos negros" que a Forbes incluiu em sua lista de 30 com menos de 30 anos na revista Science de 2017, fez parte da equipe que detectou as primeiras ondas gravitacionais. Ele ingressou na Vanderbilt como bolsista de pós-doutorado GRAVITY em 2019.

Junto com colaboradores do Georgia Institute of Technology, Instituto de Tecnologia da Califórnia e Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, o novo papel, "Detectabilidade de buracos negros de massa intermediária na astronomia de ondas gravitacionais multibanda, "olha para o futuro dos detectores LIGO juntamente com a missão espacial LISA (Laser Interferometer Space Antenna) proposta, o que ajudaria os humanos a se aproximarem mais do que acontece dentro e ao redor dos buracos negros.

"A possibilidade de que buracos negros de massa intermediária existam, mas estejam atualmente ocultos de nossa visão é tentadora e frustrante, "disse Deidre Shoemaker, co-autor do artigo e professor na Escola de Física da Georgia Tech. "Felizmente, há esperança, pois esses buracos negros são fontes ideais para a futura astronomia de ondas gravitacionais multibanda. "

LISA, uma missão liderada conjuntamente pela Agência Espacial Europeia e NASA e planejada para lançamento no ano de 2034, melhoraria a sensibilidade de detecção para ondas gravitacionais de baixa frequência. Como o primeiro detector de ondas gravitacionais baseado no espaço dedicado, O LISA forneceria uma medição crítica de uma frequência anteriormente inatingível e permitiria a observação mais completa de buracos negros de massa intermediária. Em 2018, A professora de física e astronomia de Vanderbilt Kelly Holley-Bockelmann foi nomeada pela NASA como a cadeira inaugural da Equipe de Estudo LISA.

"Dentro dos buracos negros, toda a compreensão conhecida do nosso universo se desfaz, "acrescentou Jani." Com a alta frequência já sendo capturada pelos detectores LIGO e a baixa frequência de futuros detectores e da missão LISA, podemos reunir esses dados para ajudar a preencher muitas lacunas em nossa compreensão dos buracos negros. "