Análise indica que fenômeno de lente — com microlentes produzindo difração — amplificou e distorceu o sinal, reduzindo a massa verdadeira dos objetos envolvidos
Em novembro de 2023, o LIGO registrou o evento de ondas gravitacionais catalogado como GW231123. Inicialmente classificado como a fusão entre dois buracos negros com massa combinada aparente entre 190 e 265 massas solares — um recorde — o sinal despertou dúvidas por mostrar spins e características que não se encaixavam bem nos modelos usuais de formação estelar.
Um estudo recente, liderado por Srashti Goyal e colaboradores do Instituto Max Planck de Física Gravitacional, propõe uma explicação alternativa: GW231123 foi amplificado e modificado por uma lente gravitacional, provavelmente uma galáxia entre a fonte e a Terra. Ao incorporar tanto a magnificação em grande escala (macrolente) quanto os efeitos de objetos compactos na galáxia-lente (microlentes), a equipe reconstruiu a origem do sinal e estimou massas intrínsecas muito menores do que as inicialmente inferidas.
Um gigante sob uma lupa gravitacional
A lente gravitacional é um efeito previsto pela relatividade geral: a massa curva o espaço-tempo e desvia a trajetória de ondas e fótons que passam por perto. Quando aplicaram esse conceito a GW231123, os pesquisadores descobriram que uma macrolente poderia ter aumentado a amplitude do sinal por um fator estimado entre 5 e 6. Essa amplificação faz com que uma fonte distante pareça mais próxima e mais massiva do que realmente é.
Ao corrigir a amplificação e o redshift cosmológico associado a uma fonte mais distante, a massa real do par de buracos negros cai para a faixa entre 100 e 180 massas solares, com mediana próxima a 137 massas solares — valores muito mais compatíveis com populações já conhecidas de buracos negros formados por colapso estelar ou fusões anteriores.
Microlentes e a assinatura de difração
Além da macrolente, o estudo inclui um ingrediente crucial: microlentes. Objetos compactos dentro da galáxia-lente — estrelas, buracos negros estelares ou aglomerados densos — podem causar efeitos de difração nas ondas gravitacionais. Essa difração gera padrões de interferência que deixam traços específicos na forma de onda detectada.
Os autores relatam evidência forte para esse padrão de difração em GW231123, com probabilidade de alarme falso abaixo de 1% (mais de 2,6 sigma). A massa estimada da microlente responsável fica entre 190 e 850 massas solares, sugerindo um candidato à categoria de buraco negro de massa intermediária — um tipo de objeto muito procurado e raramente observado diretamente.
Procurando o eco: imagens múltiplas e atraso temporal
Uma lente gravitacional forte costuma produzir múltiplas imagens da mesma fonte. No caso de GW231123, o modelo prevê cerca de 55% de probabilidade de haver uma segunda imagem mais fraca, que teria chegado à Terra com um atraso estimado em aproximadamente 3,4 dias em relação ao sinal principal. Pesquisadores já buscam esse “eco” nos arquivos do LIGO: sua detecção seria a confirmação direta da hipótese de lente e permitiria medir propriedades da lente e até a constante de Hubble.
Implicações para matéria escura e cosmologia
A interpretação de GW231123 como evento com lente abre várias novas possibilidades científicas. Primeiro, a capacidade de identificar lentes em sinais de ondas gravitacionais transforma observatórios como LIGO em verdadeira ferramenta para sondar distribuição de massa no universo — incluindo matéria escura em pequenas escalas.
Se a microlente for um buraco negro de massa intermediária, isso ajuda a preencher lacunas sobre como se formam buracos negros supermassivos e quão comuns são esses objetos. Alternativamente, se a microlente for um aglomerado de matéria escura compacta, o padrão de difração pode restringir modelos que propõem que parte da matéria escura esteja na forma de objetos macroscópicos (MACHOs), em vez de partículas elementares.
Além disso, imagens múltiplas de fontes de ondas gravitacionais são uma nova via para medir a constante de Hubble (H0). Por serem “sirenes padrão” — fontes com amplitude intrínseca conhecida — atrasos temporais entre imagens fornecem uma medida independente da expansão do universo, potencialmente ajudando a resolver a atual tensão entre valores medidos localmente e aqueles inferidos do universo primordial.
O estudo, intitulado “Across the Universe: GW231123 as a magnified and diffracted black hole merger” e assinado por S. Goyal, H. Villarrubia-Rojo e M. Zumalacárregui, foi disponibilizado no arXiv em 22 de dezembro de 2025 (arXiv:2512.17631v1).
Embora o resultado seja promissor — e uma das evidências mais robustas até hoje de lenteamento de ondas gravitacionais — os autores ressaltam a necessidade de análises adicionais, simulações e buscas por sinais eco para consolidar a hipótese. Com as próximas atualizações dos detectores LIGO, Virgo e KAGRA, espera-se que mais eventos similares sejam identificados, abrindo uma nova era na astrofísica de ondas gravitacionais.
GW231123 pode não ter sido apenas a detecção do maior buraco negro: pode ter sido a janela que nos permite, pela primeira vez, usar ondas gravitacionais como lupas para observar o universo invisível.
