Um grupo internacional de investigadores liderado pela Monash University encontrou evidências de um tipo raro de estrela em explosão, ajudando a esclarecer um dos eventos mais cataclísmicos do Universo.
A maioria das estrelas muito massivas termina a sua vida colapsando em buracos negros, objetos com uma gravidade tão intensa que nem a luz consegue escapar. Contudo, algumas estrelas extremamente massivas tornam-se tão quentes que explodem numa supernova de instabilidade de pares — uma explosão tão violenta que destrói completamente a estrela, não deixando qualquer buraco negro. Previstas teoricamente desde a década de 1960, estas supernovas de instabilidade de pares são difíceis de distinguir das explosões estelares mais comuns, que originam buracos negros.
No estudo publicado na revista Nature, os investigadores usaram ondas gravitacionais — ondulações no espaço-tempo detetadas pela rede de observatórios LIGO-Virgo-KAGRA — para medir as propriedades dos buracos negros e identificaram uma “faixa proibida” de massas. Buracos negros com mais de 45 vezes a massa do Sol são raros porque as estrelas que poderiam tê-los formado explodiram em supernovas de instabilidade de pares.
Hui Tong, estudante de doutoramento na Monash University e no ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), afirma que a observação é bem explicada pela instabilidade de pares; não existem buracos negros de origem estelar nesta faixa proibida porque as estrelas explodem. Os únicos buracos negros nesta massa surgem de fusões de buracos negros menores, e não diretamente das estrelas.
Confirmar esta lacuna ajuda a esclarecer como vivem e morrem as estrelas mais massivas e a origem dos buracos negros. A investigadora colaboradora, Maya Fishbach, destaca que estão a observar evidências indiretas de uma das explosões mais titânicas do cosmos: supernovas de instabilidade de pares, e ao mesmo tempo perceberam que os buracos negros podem crescer através de fusões sucessivas.
Eric Thrane, investigador principal da OzGrav, acrescenta que é um resultado fascinante porque estão a usar os buracos negros para aprender sobre as reações nucleares dentro das estrelas.
