Duas colisões de buracos negros detectadas no final de 2024 forneceram testes sem precedentes da teoria geral da relatividade de Einstein. Os eventos, capturados pela Colaboração LIGO-Virgo-KAGRA, revelaram rotações incomuns e possíveis buracos negros de segunda geração. Essas detecções confirmam previsões teóricas com alta precisão e investigam novas partículas.
No final de 2024, a Colaboração LIGO-Virgo-KAGRA detectou duas sinais notáveis de ondas gravitacionais de fusões de buracos negros, anunciados em um estudo publicado em 28 de outubro de 2025 no The Astrophysical Journal Letters. O primeiro evento, GW241011, ocorreu em 11 de outubro de 2024, a aproximadamente 700 milhões de anos-luz da Terra. Ele envolveu a fusão de buracos negros com massas de cerca de 20 e 6 vezes a do Sol, com o maior identificado como um dos buracos negros com rotação mais rápida já observados.
Cerca de um mês depois, em 10 de novembro de 2024, o segundo evento, GW241110, foi detectado a 2,4 bilhões de anos-luz de distância. Essa fusão apresentou buracos negros de aproximadamente 17 e 8 massas solares, onde o buraco negro principal girava na direção oposta à sua órbita—a primeira observação desse tipo.
"Cada nova detecção fornece insights importantes sobre o universo, lembrando-nos de que cada fusão observada é tanto uma descoberta astrofísica quanto um laboratório inestimável para sondar as leis fundamentais da física", disse o coautor Carl-Johan Haster, professor assistente de astrofísica na University of Nevada, Las Vegas. "Binários como esses foram previstos com base em observações anteriores, mas esta é a primeira evidência direta de sua existência."
Esses eventos ocorreram durante a quarta campanha de observação (O4) da rede LIGO-Virgo-KAGRA, que começou em maio de 2023 e continua até meados de novembro de 2025. Até o momento, cerca de 300 fusões de buracos negros foram detectadas. Tanto GW241011 quanto GW241110 sugerem buracos negros de segunda geração formados por fusões hierárquicas em ambientes densos como aglomerados estelares, com diferenças significativas de massa e rotações incomuns.
"GW241011 e GW241110 estão entre os eventos mais inovadores entre as centenas observadas pela rede LIGO-Virgo-KAGRA", disse Stephen Fairhurst, professor na Cardiff University e porta-voz da Colaboração Científica LIGO. "Com ambos os eventos tendo um buraco negro que é significativamente mais massivo que o outro e girando rapidamente, eles fornecem evidências tentadoras de que esses buracos negros foram formados a partir de fusões anteriores de buracos negros."
A precisão da detecção de GW241011 permitiu testes da relatividade geral de Einstein em condições extremas, correspondendo às previsões de suas equações e ao modelo de buraco negro rotativo de Roy Kerr com precisão recorde. Um raro "harmônico superior" no sinal forneceu outra confirmação. Essas fusões também descartam certas massas para bósons ultraleves, partículas hipotéticas além do Modelo Padrão.
"Essas duas fusões binárias de buracos negros nos oferecem algumas das percepções mais empolgantes até agora sobre as vidas anteriores dos buracos negros", disse Thomas Callister, coautor e professor assistente no Williams College. "Elas nos ensinam que alguns buracos negros existem não apenas como parceiros isolados, mas provavelmente como membros de uma multidão densa e dinâmica."
Atualizações nos detectores permitirão estudos adicionais de tais sistemas, aprimorando o entendimento da formação de buracos negros e da física fundamental.