Quando dois buracos negros se aproximam, eles começam a se orbitar em velocidades crescentes e assim vão perdendo energia até a órbita começar a encolher um pouco, mas isso faz eles acelerarem ainda mais, e quando eles perdem energia suficiente, a órbita demorona, seus campos gravitacionais se misturam e eles se fundem em um único buraco negro.

A fusão funciona assim:

1. Eles orbitam um ao outro.
2. Perdem energia em forma de ondas gravitacionais.
3. A órbita diminui.
4. Os horizontes de eventos começam a se tocar.
5. Quando isso acontece, eles deixam de ser dois objetos separados e viram um só, maior.

E o que acontece na colisão de buracos negros de tamanhos diferentes?

Bem, então o que acontece é basicamente uma fusão assimétrica. O processo lembra mais uma absorção do que uma colisão equilibrada.

Funciona assim:

O buraco negro menor começa a orbitar o maior, porque a gravidade dele domina completamente. Nessa órbita, o pequeno vai perdendo energia e se aproximando cada vez mais, até que sua órbita colapsa. Quando isso acontece, ele atravessa o horizonte de eventos do maior e é incorporado. A colisão de buracos negros ainda produz ondas gravitacionais, mas bem mais fracas do que no caso de dois buracos negros do mesmo tamanho. No final, sobra apenas um buraco negro maior, agora com a massa dos dois somada, mas ele muda muito pouco porque a diferença de tamanho era grande.

É possível dois buracos negros apenas se orbitarem?

É possível e até provável que um buraco negro orbite outro sem nunca colidir, dependendo das condições.

Isso acontece quando:

• A distância entre eles for grande o suficiente, pois se eles estiverem longe demais, eles simplesmente permanecem em órbita estável, como planetas orbitam estrelas.
• Se eles não perdem energia suficiente, pois a colisão só acontece quando a dupla perde energia através de ondas gravitacionais.
  Se essa perda for mínima, a órbita pode durar bilhões ou até trilhões de anos.
• A diferença de massa for grande, pois se um é muito maior que o outro, o pequeno pode orbitar o grande por longos períodos antes de finalmente ser engolido ou pode nunca chegar a colidir, caso a órbita seja estável.
• Ou se o universo não tiver “tempo suficiente”, pois algumas órbitas só colidiriam depois de um tempo maior que a idade atual do universo.
  Ou seja, na prática, podem orbitar “para sempre”.

Então sim, dois buracos negros podem orbitar um ao outro sem se fundir.
A colisão de buracos negros só ocorre quando a órbita vai encolhendo até colapsar. Se isso não acontecer, eles permanecem como uma dupla gravitacional estável.