Atire um rifle e o recuo podera¡ derruba¡-lo. Mesclar dois buracos negros em um sistema bina¡rio, e a perda de momento da¡ um recuo semelhante - um "chute" - ao buraco negro mesclado.

Varma e seus colegas pesquisadores desenvolveram um novo manãtodo usando medições de ondas gravitacionais para prever quando um buraco negro final permanecera¡ em sua gala¡xia hospedeira e quando seráejetado. Tais medidas podem fornecer uma pea§a crucial do quebra-cabea§a por trás da origem dos pesados ​​buracos negros, disse Varma, além de oferecer informações sobre a evolução das gala¡xias e testes de relatividade geral. Ele éo principal autor de "Extrair o recuo gravitacional dos sinais de fusão do buraco negro", publicado em 13 de mara§o na Physical Review Letters e co-autor de Maximiliano Isi e Sylvia Biscoveanu do Massachusetts Institute of Technology.

Enquanto os buracos negros orbitam em um sistema bina¡rio , suas ondas gravitacionais carregam energia e momento angular , o que faz com que o sistema bina¡rio encolha a  medida que gira em espiral para dentro. Quando um sistema tem assimetrias, como massas desiguais, as ondas gravitacionais não são emitidas igualmente em todas as direções, o que causa uma perda la­quida 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 recanãm-fundido da gala¡xia hospedeira.

Esta simulação mostra a fusão de um buraco negro de 35 massas solares com um buraco negro de 25 massas solares, seguido pelo recuo (chute) do buraco negro final. O filme éacelerado após a fusão para destacar o chute. As setas indicam os giros (rotação) dos buracos negros - eles interagem com o momento angular orbital (seta rosa), fazendo com que o plano orbital oscile a  medida que o bina¡rio evolui. As esferas azuis e vermelhas indicam padraµes de ondas gravitacionais geradas na colisão. Crédito: Vijay Varma

Os modelos dos pesquisadores são baseados em simulações de supercomputadores que resolvem numericamente as equações de relatividade geral de Einstein. As simulações foram realizadas como parte de um esfora§o maior de pesquisa sob a colaboração Simulating eXtreme Spacetimes (SXS), que inclui grupos de pesquisa da Caltech e Cornell. Saul Teukolsky, Hans A. Bethe, professor de Fa­sica de Cornell, atua como lider do grupo.

"Esta pesquisa mostra como os sinais das ondas gravitacionais podem ser usados ​​para aprender sobre fena´menos astrofisicos de uma maneira inesperada", disse Teukolsky. "Acreditava-se que tera­amos que esperar mais de uma década por detectores sensa­veis o suficiente para fazer esse tipo de trabalho, mas esta pesquisa mostra que podemos fazaª-lo agora - muito emocionante!"

Embora os sinais de ondas gravitacionais disponí­veis publicamente disponí­veis anunciados pelo LIGO e Virgo não sejam fortes o suficiente para uma boa medição de recuo, de acordo com os autores, a  medida que esses detectores melhoram nos pra³ximos anos, este manãtodo serácapaz de medir com segurança o chute.