Ondas Gravitacionais Corroboram Supernovas de Instabilidade de Par e a Lacuna de Massa em Buracos Negros

A análise de sinais de ondas gravitacionais forneceu evidências significativas que apoiam a existência das supernovas de instabilidade de par, um evento teórico que marca o fim de estrelas extremamente massivas. Este avanço científico, detalhado em uma publicação na revista Nature em 1º de abril de 2026, foi conduzido por uma colaboração internacional liderada pela Monash University.

A descoberta concentra-se na observação de uma anomalia na distribuição de massas dos buracos negros em sistemas binários em fusão, especificamente no componente de menor massa desses pares cósmicos. Os dados indicam uma escassez notável de buracos negros com massas superiores a 45 vezes a massa solar, o que é interpretado como a assinatura de seus progenitores estelares tendo sofrido o evento de supernova de instabilidade de par, um processo que não deixa remanescente de buraco negro. A questão central investigada é o destino final das estrelas mais volumosas: se colapsam diretamente ou se desintegram completamente em uma explosão.

Hui Tong, candidato a doutorado na Monash University e membro do OzGrav, juntamente com o Professor Eric Thrane, Investigador Principal do OzGrav, e a Professora Maya Fishbach da Universidade de Toronto e do CITA, contribuíram para o trabalho. Tong concluiu que a ausência de buracos negros de origem estelar no intervalo de massa proibido se deve precisamente à ocorrência dessas supernovas. A Professora Fishbach reforçou que os resultados oferecem uma confirmação indireta dessas supernovas e validam o mecanismo pelo qual os buracos negros aumentam de tamanho através de fusões sucessivas.

A robustez da conclusão advém da utilização de dados observacionais da rede de observatórios LIGO-Virgo-KAGRA, que medem as ondulações no espaço-tempo, para validar a teoria astrofísica. Este achado possui relevância imediata, pois ajuda a resolver uma dúvida persistente sobre a evolução estelar, permitindo que a comunidade científica utilize as observações de buracos negros para sondar as reações nucleares estelares. A teoria estabelece que estrelas que excedem um limiar de massa específico desencadeiam a supernova de instabilidade de par, resultando na aniquilação total da estrela.

O contexto teórico para a massa proibida, que se situa entre aproximadamente 70 e 140 vezes a massa do Sol, sugere que estrelas nessa faixa explodem completamente. A força desta nova evidência reside na sua capacidade de rastrear mortes estelares violentas e, simultaneamente, confirmar o processo de crescimento dos buracos negros por meio de fusões. A observação de eventos como a fusão GW231123, que envolveu buracos negros com massas incomuns (aproximadamente 100 e 140 massas solares, resultando em um buraco negro de 225 massas solares), sugeriu a formação por fusão de buracos negros menores, mas a confirmação da lacuna aponta para a supernova de instabilidade de par como o mecanismo dominante para evitar a formação de buracos negros nesse intervalo específico.