Cientistas chegam mais perto da borda de um buraco negro
Estudo identifica um sinal inédito em ondas gravitacionais que pode revelar o que acontece nas proximidades do horizonte de eventos
Cientistas deram um passo importante para compreender uma das regiões mais enigmáticas do Universo. Ao analisar ondas gravitacionais produzidas pela colisão de dois buracos negros, pesquisadores identificaram um sinal inédito que pode conter informações sobre o horizonte de eventos, a fronteira a partir da qual nada, nem mesmo a luz, consegue escapar da intensa gravidade desses objetos cósmicos.
A descoberta, publicada em 24 de junho na revista científica Nature, sugere que, no futuro, será possível investigar as proximidades de um buraco negro sem observá-lo diretamente. Em vez de utilizar luz, os pesquisadores recorreram às ondas gravitacionais, pequenas deformações no espaço-tempo produzidas por eventos extremamente energéticos, como a fusão entre buracos negros.
Um sinal nunca observado antes
No estudo, a equipe analisou um evento excepcionalmente intenso de ondas gravitacionais, identificado como GW250114. Durante a investigação, os cientistas encontraram uma característica prevista pela teoria, mas que nunca havia sido detectada em observações reais: a chamada “onda direta”.
Segundo os pesquisadores, esse sinal parece transportar informações provenientes de uma região extremamente próxima ao horizonte de eventos do buraco negro formado após a colisão.
Embora astrônomos já tenham conseguido registrar imagens do material brilhante ao redor de alguns buracos negros supermassivos e detectar diversas fusões por meio das ondas gravitacionais, o próprio horizonte de eventos continua praticamente inacessível às observações convencionais.
“Ouvindo” a borda de um buraco negro
As ondas gravitacionais funcionam de maneira diferente da luz. Elas são ondulações no próprio espaço-tempo e conseguem atravessar o Universo praticamente sem sofrer interferências, preservando informações sobre os eventos que lhes deram origem.
De acordo com Sizheng Ma, coautor do estudo e pesquisador de pós-doutorado do Instituto Perimeter de Física Teórica, no Canadá, o novo sinal oferece uma oportunidade inédita de compreender os instantes imediatamente posteriores à fusão de dois buracos negros.
Segundo o pesquisador, quando esses objetos colidem, eles provocam uma intensa perturbação no espaço-tempo. Durante um breve intervalo, a região próxima ao horizonte de eventos do novo buraco negro é atravessada por um rápido redemoinho que desaparece rapidamente.
A chamada “onda direta” corresponderia justamente à parcela do sinal produzida nessa região, carregando a marca desse movimento enquanto se propaga pelo espaço. Para os cientistas, isso significa que as ondas gravitacionais podem permitir que os pesquisadores “ouçam” processos que jamais poderiam ser observados diretamente por meio da luz.
A colisão que tornou a descoberta possível
A pesquisa concentrou-se no evento GW250114, registrado em 14 de janeiro de 2025 pelos dois detectores do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO), localizados em Hanford, no estado de Washington, e Livingston, na Louisiana.
Segundo Ma, estudos teóricos anteriores já previam que fusões de buracos negros produziriam esse tipo de sinal próximo ao horizonte de eventos. A dúvida era se ele poderia ser identificado em observações reais.
O GW250114 apresentou exatamente as condições necessárias para isso, por ser um evento suficientemente intenso, limpo e compatível com os modelos teóricos.
Para identificar a onda direta, os pesquisadores removeram inicialmente a parte mais conhecida do sinal gravitacional, aquela produzida enquanto o buraco negro recém-formado se estabiliza após a fusão. Em seguida, analisaram o que restava para determinar se havia apenas ruído instrumental ou outro fenômeno físico.
O resultado mostrou que o sinal residual apresentava exatamente o comportamento previsto para uma onda direta, tanto no ritmo quanto na forma de desaparecimento ao longo do tempo.
Uma nova ferramenta para estudar a gravidade extrema
Os autores destacam que a descoberta não revela o interior de um buraco negro, mas oferece uma nova maneira de investigar a região imediatamente externa ao horizonte de eventos.
Segundo Ma, os dados indicam que as ondas gravitacionais carregam informações provenientes de muito perto desse chamado “ponto sem retorno”. As medições são compatíveis com a ideia de que o espaço-tempo nessa região é rapidamente arrastado pela rotação do buraco negro, enquanto o sinal enfraquece devido ao intenso campo gravitacional.
No futuro, os pesquisadores acreditam que essa técnica poderá contribuir para investigações sobre temas como a gravidade quântica e o paradoxo da informação dos buracos negros. No entanto, eles ressaltam que ainda não é possível testar essas hipóteses diretamente.
A equipe também alerta que a descoberta foi baseada em apenas um evento. Por isso, será necessário observar novas fusões de buracos negros para verificar se o mesmo padrão se repete.
Caso futuras observações confirmem os resultados, as chamadas ondas diretas poderão se tornar uma ferramenta inédita para estudar as regiões próximas ao horizonte de eventos e testar, em condições extremas, as previsões da teoria da relatividade geral de Albert Einstein.
*Sob supervisão de Giovanna Gomes
