Um novo estudo teórico liderado por cientistas da Universidade Jiao Tong de Xangai e do Observatório da Montanha Roxa investigou como detectar componentes de rotação rápida de buracos negros binários deixados por uma recente explosão de supernova. Os resultados oferecem uma perspectiva promissora sobre a investigação da física em ambientes extremos.

Quando estrelas massivas esgotam o seu combustível nuclear, elas sofrem um colapso gravitacional e explodem como supernovas. Se existir um companheiro massivo nas proximidades, ele pode se fundir com o remanescente compacto deixado pela explosão, formando um sistema binário de buraco negro. A interação e a fusão final dos componentes binários liberam ainda mais enormes quantidades de energia na forma de ondas gravitacionais, as ondulações no espaço-tempo previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein.

A presença de um buraco negro em rotação rápida ou giratória no sistema binário afetaria significativamente as formas de onda gravitacionais. No entanto, devido à complexidade da astrofísica envolvida na formação e evolução de buracos negros binários, ainda não há consenso sobre a eficiência de formação de buracos negros em rotação rápida.

Ao realizar extensas simulações computacionais, os investigadores descobriram que o movimento orbital e a precessão do disco num sistema de buraco negro binário pós-supernova são significativamente alterados devido à rápida rotação do buraco negro companheiro. O efeito de precessão faz com que o disco de acreção em torno do buraco negro companheiro exiba variabilidade dependente do tempo.

"Essa variabilidade, impressa nas curvas de luz de raios X observadas a partir da nossa linha de visão, abre uma nova maneira de investigar as propriedades astrofísicas do buraco negro companheiro e até mesmo restringir a pouco conhecida distribuição de velocidade do chute natal", disse o Prof. Liu, da Universidade Jiao Tong de Xangai, principal autor do estudo.

A pesquisa, publicada no The Astrophysical Journal Letters, sugere futuras missões espaciais como Einstein Probe, Lynx, Athena e o futuro Large Observatory For X-ray Timing (LOFT), que são projetados para fornecer dados de temporização de raios X com alta sensibilidade e ampla cobertura energética, terá o potencial de revelar estes buracos negros ocultos através da descoberta e caracterização dos sinais variáveis ​​previstos.