Atire com um rifle, e o recuo pode jogá-lo para trás. Junte dois buracos negros em um sistema binário, e a perda de momentum dá um recuo semelhante - um "chute" - para o buraco negro fundido.

"Para alguns binários, o chute pode atingir até 5000 quilômetros por segundo, que é maior do que a velocidade de escape da maioria das galáxias, "disse Vijay Varma, um astrofísico no California Institute of Technology e um novo Klarman Fellow na Cornell University's College of Arts &Sciences.

Varma e seus colegas pesquisadores desenvolveram um novo método usando medições de ondas gravitacionais para prever quando um buraco negro final permanecerá em sua galáxia hospedeira e quando será ejetado. Essas medições podem fornecer uma peça crucial que falta no quebra-cabeça por trás da origem de buracos negros pesados, disse Varma, além de oferecer insights sobre a evolução da galáxia e testes de relatividade geral. Ele é o autor principal de "Extracting the Gravitational Recoil from Black Hole Merger Signals, "publicado em 13 de março em Cartas de revisão física e co-autoria com Maximiliano Isi e Sylvia Biscoveanu do Massachusetts Institute of Technology.

Como buracos negros orbitam em um sistema binário, suas ondas gravitacionais carregam energia e momento angular, o que faz com que o sistema binário encolha à medida que se espirala para dentro. Quando um sistema tem assimetrias, como massas desiguais, ondas gravitacionais não são emitidas igualmente em todas as direções, o que causa uma perda líquida de momento linear, resultando em um recuo. A maior parte desse recuo acontece bem perto da fusão, o que pode resultar em um chute grande o suficiente para extrair o buraco negro recém-fundido de sua galáxia hospedeira.

Os modelos dos pesquisadores são baseados em simulações de supercomputadores que resolvem numericamente as equações da relatividade geral de Einstein. As simulações foram realizadas como parte de um esforço de pesquisa maior no âmbito da Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) Collaboration que inclui grupos de pesquisa da Caltech e Cornell. Saul Teukolsky, Hans A. Bethe, Professor de Física de Cornell, serve como líder do grupo.

"Esta pesquisa mostra como os sinais de ondas gravitacionais podem ser usados ​​para aprender sobre fenômenos astrofísicos de uma forma inesperada, "disse Teukolsky." Acreditava-se que teríamos que esperar mais de uma década para detectores sensíveis o suficiente para fazer este tipo de trabalho, mas esta pesquisa mostra que podemos de fato fazer isso agora - muito empolgante! "

Embora os sinais de ondas gravitacionais disponíveis publicamente anunciados por LIGO e Virgo não fossem fortes o suficiente para uma boa medição de recuo, de acordo com os autores, à medida que esses detectores melhorarem nos próximos anos, esse método será capaz de medir o chute com segurança.