Buracos negros diferentes acabam se fundindo e LIGO detecta a fusão. A descoberta abriu um novo estudo para buracos negros de segunda geração. 
Roberta Duarte 03/11/2025 07:19 7 min
Ondas gravitacionais são perturbações no tecido do espaço-tempo que se propagam à velocidade da luz. Elas foram previstas por Albert Einstein em 1916 como uma consequência direta da Teoria da Relatividade Geral. Elas surgem quando objetos massivos interagem produzindo deformações que se espalham pelo Universo. As ondas gravitacionais não são absorvidas e carregam informações sobre os eventos que deram origem à elas.
O Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) é o principal observatório responsável pela detecção dessas ondas. Ele utiliza dois feixes de laser que percorrem túneis perpendiculares de 4 km. Quando uma onda gravitacional passa pela Terra, ela causa uma distorção minúscula no espaço-tempo, alterando ligeiramente o comprimento desses túneis. Essa diferença é medida com precisão por interferometria, permitindo identificar as características do evento que gerou a onda.
Recentemente, um novo estudo publicado no The Astrophysical Journal Letters apresentou duas novas observações de ondas gravitacionais. Essas observações mostraram que é possível a existência de uma segunda geração de buracos negros. Buracos negros que seriam formados a partir da fusão de outros buracos negros. Os eventos mostram massas e rotações que não se encaixam nos padrões esperados de objetos originados apenas pelo colapso estelar.
Ondas gravitacionais
Ondas gravitacionais são distorções no tecido do espaço-tempo causadas por eventos entre objetos massivos. Qualquer objeto pode originar ondas gravitacionais mas apenas objetos como a fusão de buracos negros, colisões de estrelas de nêutrons ou supernovas, são capazes de gerar ondas gravitacionais energéticas. Elas se propagam à velocidade da luz e transportam energia.
Mesmo elas sendo incrivelmente pequenas, menores que o diâmetro de um próton, elas carregam informações únicas sobre regiões do Universo e objetos que não podem ser observadas por meio da luz.
As ondas gravitacionais permitem estudar diretamente a dinâmica de objetos que antes eram invisíveis, como buracos negros binários. Diferente das ondas eletromagnéticas, as ondas gravitacionais atravessam o universo praticamente sem interferência, trazendo registros sem ruído dos eventos que as geraram. Sua detecção marcou o início de uma nova era na astronomia, permitindo estudar não apenas o que emite luz, mas também o que distorce o próprio espaço-tempo.
Primeira observação
A primeira observação direta de ondas gravitacionais foi anunciada em 11 de fevereiro de 2016 pelo LIGO. O sinal, detectado em 14 de setembro de 2015, recebeu o nome GW150914. Esse sinal foi produzido pela fusão de dois buracos negros com massas de aproximadamente 29 e 36 vezes a massa do Sol, localizados a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz da Terra.
Quando esses buracos negros colidiram, eles converteram cerca de três massas solares em energia, emitida na forma de ondas gravitacionais. O LIGO detectou uma variação de comprimento inferior a uma fração do tamanho de um próton. Essa detecção comprovou a existência das ondas gravitacionais e tornou possível observar diretamente a fusão de buracos negros, fenômeno até então teórico.
Nova geração encontrada
Recentemente, duas fusões foram detectadas que podem ter indicado uma nova geração de buracos negros. A primeira fusão detectada em 11 de outubro de 2024 (GW241011) ocorreu a cerca de 700 milhões de anos-luz da Terra e resultou da colisão entre dois buracos negros com aproximadamente 17 e 7 massas solares. Quase um mês depois, em 10 de novembro de 2024, foi registrada a fusão GW241110, a cerca de 2,4 bilhões de anos-luz, envolvendo buracos negros de 16 e 8 massas solares.
O LIGO encontrou duas observações de buracos negros que podem indicar uma nova geração de buracos negros. Crédito: Abac et al. 2025
De forma inédita, observou-se que o buraco negro primário dessa fusão girava em sentido oposto à sua órbita, algo nunca visto antes. Ambos os eventos indicam a possibilidade da existência de buracos negros de segunda geração. Esses buracos negros seriam formados a partir da fusão de outros buracos negros. Em ambos os casos, um dos buracos negros era mais massivo e girava rapidamente, sugerindo que esses objetos são o produto de fusões anteriores.
Formação hierárquica
A formação hierárquica é um processo astrofísico no qual um buraco negro resulta da fusão de outros buracos negros anteriores. Elas ocorrem em ambientes extremamente densos, como aglomerados estelares ou centros de galáxias, onde a concentração de buracos negros é alta. Nessas regiões, as interações gravitacionais aumentam as chances de colisões sucessivas, permitindo que um buraco negro formado de uma fusão volte a se fundir com outro, gerando um objeto ainda mais massivo.
Com várias fusões, o buraco negro resultante pode ter algumas características como alta rotação e massa fora do padrão. Isso porque em cada nova colisão não apenas aumenta a massa mas também pode alterar sua orientação de rotação. Essas assinaturas específicas permitem aos cientistas identificar se um buraco negro pertence a uma geração anterior ou se é o produto de múltiplas fusões.
Referência da notícia
Abac et al. 2025 GW241011 and GW241110: Exploring Binary Formation and Fundamental Physics with Asymmetric, High-Spin Black Hole Coalescences The Astrophysical Journal Letters