Representação artística de uma colisão de estrela de nêutrons. Uma colisão de estrelas de nêutrons causou um dos 11 sinais de ondas gravitacionais detectados até agora. NASA / Swift / Dana Berry É oficial:os cientistas detectaram tantos sinais de ondas gravitacionais que precisam de um catálogo especial para rastreá-los. Mas isso não é tudo. Eles adicionaram quatro novo detecções para a contagem, e um desses sinais foi um Duplo recordista.
Antes de falarmos sobre o golpe duplo, uma recapitulação:em 14 de setembro, 2015, o Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser, ou LIGO, detectou o primeiro evento de onda gravitacional causado pela colisão de dois buracos negros, localizado a 1,3 bilhão de anos-luz de distância. Essa detecção de ganhar o prêmio Nobel foi um grande negócio. Demorou décadas de trabalho para construir um observatório avançado capaz de sentir as ondulações minúsculas no espaço-tempo que são causadas por alguns dos eventos mais energéticos desencadeados pelos objetos mais massivos do universo. Desde então, o detector de Virgem, perto de Pisa, Itália, também tem monitorado esses eventos, aumentando a precisão das detecções de ondas gravitacionais.
LIGO e Virgo também detectaram o primeiro (e, Atualmente, apenas) fusão de estrela de nêutrons em 17 de agosto, 2017
Até aqui, todas as fusões de buracos negros ocorreram entre buracos negros de massa estelar, ou buracos negros que provavelmente se formaram após estrelas massivas, algumas dezenas de vezes a massa do nosso sol, morreu como supernovas. Contando o número de colisões de buracos negros, abrimos uma janela requintada para a frequência com que buracos negros de massa estelar binária se fundem em nosso universo. Esse, por extensão, fornece uma estimativa de quantos buracos negros de massa estelar estão à espreita lá fora. Nossos detectores atuais, Contudo, não estão equipados para captar as ondas gravitacionais produzidas pela fusão de buracos negros supermassivos.
Albert Einstein previu a existência dessas ondas em sua histórica teoria da relatividade geral há mais de 100 anos, mas só agora é que a tecnologia se atualizou. Desde 2015, os físicos solidificaram as previsões de Einstein detectando 11 eventos (10 por buracos negros binários e um por estrelas de nêutrons binários).
Você pode visualizar as ondas gravitacionais como ondulações que são geradas na superfície de uma lagoa depois que uma pedra é jogada no meio - a pedra representa a energia gerada no momento da colisão entre os buracos negros (ou estrelas de nêutrons), e a superfície bidimensional do lago é uma analogia grosseira das três dimensões do espaço. As ondas se propagam na velocidade da luz e quanto mais massivos os objetos em colisão, quanto mais energia é produzida e, portanto, mais poderosas são as ondas. À medida que essas ondas ondulam em nosso pequeno canto do universo, interferômetros de ondas gravitacionais extremamente sensíveis (como LIGO e Virgo) podem detectar uma minúscula dobra espaço-tempo conforme as ondas passam Através dos Nosso planeta. O que mais, os físicos podem analisar essas ondas para decifrar a natureza dos objetos em colisão, como o quão massivos eles eram e quão rápido eles giravam antes de se chocarem.
É muito cedo para dizer que a astronomia de ondas gravitacionais é "rotina, "mas à medida que mais observatórios são construídos ao redor do mundo, ficaremos melhores em identificar a origem das ondas (a localização no céu dos objetos massivos em colisão) e captar eventos mais fracos (e, portanto, mais distantes e menos energéticos).
"Em apenas um ano, LIGO e VIRGO trabalhando juntos têm avançado dramaticamente a ciência das ondas gravitacionais, e a taxa de descoberta sugere que as descobertas mais espetaculares ainda estão por vir, "disse Denise Caldwell em um comunicado. Caldwell é o diretor da divisão de física da National Science Foundation.
E, como mencionamos, algumas dessas novas descobertas quebrarão recordes, como GW170729, um dos novos sinais anunciados que ocorreram em 29 de julho, 2017. Este sinal foi gerado pela colisão e fusão de dois buracos negros que criaram um único buraco negro 80 vezes a massa do nosso sol. O esmagamento aconteceu em uma galáxia distante há aproximadamente 5 bilhões de anos. Isso torna GW170729 o mais massivo e a fusão de buraco negro mais distante já detectada.
Lembre-se de como dissemos, quanto maiores os buracos negros, quanto mais enérgica sua colisão? No processo de colisão, este esmagamento do buraco negro converteu cinco massas solares da massa do buraco negro em energia pura. É por isso que o sinal foi poderoso o suficiente para ecoar pelo universo, lavando a Terra 5 bilhões de anos depois. As outras três novas detecções de ondas gravitacionais (menores e mais próximas) incluem sinais que foram detectados em 2017 em 9 de agosto, 18 e 23 - eles foram nomeados GW170809, GW170818, e GW170823 respectivamente. Essas novas detecções são detalhadas em dois estudos publicados no serviço de pré-impressão arXiv.
Os buracos negros são alguns dos objetos mais enigmáticos do universo. Nós sabemos que eles estão lá fora, e agora temos até medições diretas de suas fusões por meio das ondulações gravitacionais que eles criam, mas muitos mistérios permanecem. Uma das maiores descobertas deste último lote de descobertas é que os astrofísicos podem estimar, pela primeira vez, que todos os buracos negros de massa estelar devem ter menos de 45 vezes a massa do nosso Sol quando emergem de suas supernovas.
"As ondas gravitacionais nos dão uma visão sem precedentes da população e das propriedades dos buracos negros, "disse o pós-doutorado Chris Pankow em uma declaração da Northwestern University e do Centro para Exploração e Pesquisa Interdisciplinar e Pesquisa em Astrofísica (CIERA)." Agora temos uma imagem mais nítida de quão frequentemente buracos negros binários de massa estelar se fundem e quais são suas massas. Essas medições nos permitirão ainda mais entender como as estrelas mais massivas do nosso Universo nascem, viva e morra. "
E adivinha? Este é apenas o começo. Mais observatórios de ondas gravitacionais estão sendo planejados em todo o mundo (e no espaço), e os detectores existentes estão passando por atualizações de sensibilidade.
Todas as indicações são de que o novo catálogo de ondas gravitacionais crescerá rapidamente nos próximos anos, brilhando uma luz sobre os eventos escuros que ocorrem nos confins da expansão cósmica.
Agora isso é estelarTanto o LIGO quanto o Virgo concluíram suas duas primeiras execuções desde 2015. Uma terceira execução de observação está programada para começar no início de 2019, após a conclusão de novas atualizações em seus interferômetros ultrassensíveis.
