Pela primeira vez, cientistas testemunharam a queda cataclísmica de duas estrelas de nêutrons ultradensas em uma galáxia distante, e concluiu que tais impactos forjaram pelo menos metade do ouro no Universo.

Ondas de choque e flashes de luz da colisão viajaram cerca de 130 milhões de anos-luz para serem capturados por detectores terrestres em 17 de agosto, equipes entusiasmadas revelaram-se em conferências de imprensa realizadas em todo o mundo na segunda-feira, quando uma dúzia de artigos científicos relacionados foram publicados nas principais revistas acadêmicas.

"Nós testemunhamos a história se desenrolando diante de nossos olhos:duas estrelas de nêutrons se aproximando, mais perto ... girando cada vez mais rápido em torno um do outro, em seguida, colidindo e espalhando detritos por todo o lugar, O co-descobridor Benoit Mours, do instituto francês de pesquisa CNRS, disse à AFP.

A observação inovadora resolveu uma série de enigmas da física e espalhou entusiasmo pela comunidade científica.

A maioria de cair o queixo para muitos, os dados finalmente revelaram onde grande parte do ouro, platina, urânio, mercúrio e outros elementos pesados ​​do Universo vieram.

Telescópios viram evidências de material recém-forjado na precipitação radioativa, disseram as equipes - uma fonte há muito suspeita, agora confirmado.

"Isso deixa bem claro que uma fração significativa, talvez metade, talvez mais, dos elementos pesados ​​do Universo são realmente produzidos por este tipo de colisão, "disse o físico Patrick Sutton, membro do Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), dos Estados Unidos, que contribuiu para a descoberta.

Estrelas de nêutrons são condensadas, núcleos queimados que permanecem quando estrelas massivas ficam sem combustível, explodir, e morrer.

Normalmente cerca de 20 quilômetros (12 milhas) de diâmetro, mas com mais massa que o Sol, eles são altamente radioativos e ultradensos - um punhado de material de um deles pesa tanto quanto o Monte Everest.

'Muito bonito'

Foi teorizado que as fusões de dois desses corpos exóticos criariam ondulações no tecido do espaço-tempo conhecidas como ondas gravitacionais, bem como flashes brilhantes de radiação de alta energia, chamados de explosões de raios gama.

Em 17 de agosto, detectores testemunharam ambos os fenômenos, 1,7 segundos de intervalo, vindo do mesmo local na constelação de Hydra.

"Ficou claro para nós em minutos que tínhamos uma detecção de estrela de nêutrons binários, "disse David Shoemaker, outro membro do LIGO, que tem detectores em Livingston, Louisiana e Hanford, Washington.

"Os sinais eram bonitos demais para serem qualquer coisa além disso, "disse à AFP.

A observação foi fruto de anos de trabalho de milhares de cientistas em mais de 70 observatórios terrestres e espaciais em todos os continentes.

Junto com LIGO, eles incluem equipes do detector de ondas gravitacionais de Virgem na Itália, e uma série de telescópios terrestres e espaciais, incluindo o Hubble da NASA.

"Este evento marca uma virada na astronomia observacional e levará a um tesouro de resultados científicos, "disse Bangalore Sathyaprakash da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Cardiff, relembrando "o mais emocionante da minha vida científica."

"É extremamente emocionante vivenciar um evento raro que transforma nossa compreensão do funcionamento do Universo, "acrescentou a França Córdoba, diretor da Fundação Nacional de Ciência que financia o LIGO.

A detecção é outra pena no boné para o físico alemão Albert Einstein, quem primeiro previu as ondas gravitacionais há mais de 100 anos.

Algo 'fundamental'

Três pioneiros do LIGO, Barry Barish, Kip Thorne e Rainer Weiss, foram agraciados com o Prêmio Nobel de Física este mês pela observação de ondas gravitacionais, sem o qual a última descoberta não teria sido possível.

As ondulações foram observadas quatro vezes antes de agora - a primeira vez pelo LIGO em setembro de 2015. Todas as quatro foram de fusões de buracos negros, que são ainda mais violentos do que as colisões de estrelas de nêutrons, mas não emite luz.

A quinta e mais recente detecção foi acompanhada por uma explosão de raios gama que, segundo os cientistas, veio de mais perto do Universo e era menos brilhante do que o esperado.

"O que este evento está nos dizendo é que pode haver muito mais dessas explosões de curto raio gama acontecendo nas proximidades do Universo do que esperávamos, "Sutton disse - uma perspectiva empolgante para os cientistas que esperam descobrir mais segredos do Universo.

Entre outras coisas, espera-se que os dados de colisões de estrelas de nêutrons permitam o cálculo definitivo da taxa na qual o cosmos está se expandindo, o que, por sua vez, nos dirá quantos anos tem e quanta matéria contém.

"Com essas observações, não estamos apenas aprendendo o que acontece quando as estrelas de nêutrons colidem, também estamos aprendendo algo fundamental sobre a natureza do Universo, "disse Julie McEnery do projeto de telescópio espacial de raios gama Fermi.

Estrela de nêutrons destrói a 'descoberta de uma vida'

"Verdadeiramente um momento eureka", "Tudo o que sempre esperei", "Um sonho tornado realidade" - cientistas normalmente contidos alcançaram as estrelas na segunda-feira para descrever os sentimentos que acompanham um evento "único na vida".

O gatilho para esta chuva de superlativos de meteoros foi o esmagamento de duas estrelas de nêutrons inimaginavelmente densas há 130 milhões de anos.

A evidência deste choque cósmico foi lançada através do espaço e atingiu a Terra em 17 de agosto exatamente às 12:41 GMT, colocando em movimento um segredo, sem dormir, blitzkrieg de semanas de observação de estrelas e análise de números envolvendo centenas de telescópios e milhares de astrônomos e astrofísicos em todo o mundo.

Foi como se uma rede adormecida de superespiões entrasse em ação simultaneamente.

O esmagamento estelar deu-se a conhecer de duas maneiras:criou ondulações chamadas ondas gravitacionais no continuum espaço-tempo de Einstein, e iluminou todo o espectro eletromagnético de luz, de raios gama a ondas de rádio.

Os cientistas detectaram ondas gravitacionais quatro vezes antes, um feito reconhecido com o Prêmio Nobel de Física no início deste mês.

Mas cada um desses eventos, gerado pela colisão de buracos negros, durou apenas alguns segundos, e permaneceu invisível para os telescópios baseados na Terra e no espaço.

A colisão da estrela de nêutrons foi diferente.

Ele gerou ondas gravitacionais - captadas por dois observatórios baseados nos EUA, conhecidos como LIGO, e outro na Itália chamado Virgo - que durou espantosos 100 segundos. Menos de dois segundos depois, um satélite da NASA registrou uma explosão de raios gama.

Um verdadeiro momento 'eureka'

Isso desencadeou uma corrida louca para localizar o que era quase certamente a única fonte de ambos.

"É a primeira vez que observamos um evento astrofísico cataclísmico em ondas gravitacionais e eletromagnéticas, "disse o diretor executivo do LIGO, David Reitze, um professor do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena

Os cálculos iniciais reduziram a zona a um pedaço de céu no hemisfério sul abrangendo cinco ou seis galáxias, mas astrônomos frustrados tiveram que esperar o anoitecer para continuar a busca.

Finalmente, por volta de 2200 GMT, um conjunto de telescópios no deserto do norte do Chile acertou em cheio:a fusão estelar ocorreu em uma galáxia conhecida como NGC 4993.

Stephen Smartt, que liderou as observações para o novo telescópio tecnológico do Observatório Espacial Europeu, ficou pasmo quando o espectro iluminou suas telas. "Eu nunca tinha visto nada parecido, "ele lembrou.

Cientistas de todos os lugares ficaram pasmos.

"Este evento foi realmente um momento eureka, "disse Bangalore Sathyaprakash, chefe do Grupo de Física Gravitacional da Universidade de Cardiff. "As 12 horas que se seguiram são indiscutivelmente as mais emocionantes da minha vida científica."

"Existem raras ocasiões em que um cientista tem a chance de testemunhar uma nova era em seu início - este é um desses momentos, "disse Elena Pian, astrônomo do Instituto Nacional de Astrofísica de Roma.

Astrônomos afiliados ao LIGO na Caltech passaram décadas se preparando para o acaso - calculado em 80, Probabilidades de 000 para um - de testemunhar a fusão de uma estrela de nêutrons.

Não conte para seus amigos

"Naquela manhã, todos os nossos sonhos se tornaram realidade, "disse Alan Weinstein, chefe de análise de dados astrofísicos do LIGO na Caltech.

"Essa descoberta foi tudo que eu sempre esperei, embalado em um único evento, "acrescentou Francesco Pannarale, astrofísico na Cardiff University, no País de Gales.

Para esses e milhares de outros cientistas, GW170817 - a marca da explosão da estrela de nêutrons - se tornará um "você se lembra onde estava?" tipo de momento.

"Eu estava sentado na cadeira do meu dentista quando recebi a mensagem de texto, "disse Benoit Mours, astrofísica do Centro Nacional de Pesquisas da França e coordenadora francesa de Virgem. "Eu pulei e corri para o meu laboratório."

Patrick Sutton, chefe do grupo de física gravitacional em Cardiff e membro da equipe LIGO, estava preso em um ônibus de longa distância, lutando para baixar centenas de e-mails que lotam sua caixa de entrada.

Rumores circulavam dentro e fora da comunidade astronômica enquanto os cientistas se apressavam em preparar as descobertas iniciais para publicação na segunda-feira em uma dúzia de artigos espalhados por vários dos principais periódicos do mundo.

"Tem havido alguns pints e copos de vinho ou espumante - em particular, claro, porque não nos foi permitido contar a ninguém, "Sutton disse à AFP.

Mas ele não resistiu e disse ao filho de 12 anos, um aspirante a físico.

"Ele jurou segredo. Não tem permissão para contar aos amigos."

LIGO e Virgo:as máquinas que desvendam os mistérios do universo

As três máquinas que deram aos cientistas o primeiro vislumbre de ondas gravitacionais resultantes de uma colisão de estrelas de nêutrons são os detectores mais avançados já construídos para detectar pequenas vibrações no universo.

Os detectores LIGO e Virgo já detectaram o "chilreio" de buracos negros se fundindo no universo distante, enviando ondas no tecido do espaço e do tempo.

A detecção dessas ondas gravitacionais pela primeira vez em 2015 confirmou a centenária teoria da relatividade geral de Albert Einstein.

Os dois detectores subterrâneos baseados nos Estados Unidos são conhecidos como Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser, ou LIGO para breve.

Um está localizado em Hanford, Washington; o outro 1, 800 milhas (3, 000 quilômetros) em Livingston, Louisiana.

A construção começou em 1999, e as observações foram feitas de 2001 a 2007.

Em seguida, eles passaram por uma grande atualização para torná-los 10 vezes mais poderosos.

Os detectores LIGO avançados tornaram-se totalmente operacionais pela primeira vez em setembro de 2015.

Em 14 de setembro, 2015, o detector na Louisiana primeiro captou o sinal de uma onda gravitacional, originado 1,3 bilhões de anos atrás no céu meridional.

Virgem

O terceiro detector subterrâneo fica perto de Pisa, Itália, e é conhecido como Virgo.

Construída há um quarto de século por uma parceria franco-italiana, o detector de Virgem encerrou sua rodada inicial de observações em 2011 e, em seguida, passou por uma atualização.

Advanced Virgo entrou no ar em abril deste ano, e fez sua primeira observação de ondas gravitacionais em 14 de agosto, marcando o quarto evento desse tipo que os cientistas observaram desde 2015.

Virgem é menos sensível que LIGO, mas ter três detectores ajuda os cientistas a se concentrarem na área do universo onde um evento cósmico está acontecendo, e medir a distância com maior precisão.

"Uma área de pesquisa menor permite observações de acompanhamento com telescópios e satélites para eventos cósmicos que produzem ondas gravitacionais e emissões de luz, como a colisão de estrelas de nêutrons, "disse Laura Cadonati, professora da Georgia Tech.

Como eles trabalham

Esses enormes interferômetros a laser - cada um com cerca de 2,5 milhas (quatro quilômetros) de comprimento - estão enterrados sob o solo para permitir as medições mais precisas.

Os instrumentos em forma de L rastreiam as ondas gravitacionais usando a física da luz laser e do espaço.

Eles não dependem da luz nos céus como um telescópio.

Em vez, eles sentem as vibrações no espaço, uma vantagem que lhes permite descobrir as propriedades de buracos negros e estrelas de nêutrons.

"À medida que uma onda gravitacional se propaga através do espaço, ela estende o espaço-tempo, "explicou David Shoemaker, líder do projeto Advanced LIGO no Massachusetts Institute of Technology (MIT).

O detector, resumidamente, "é apenas um grande dispositivo para transformar a tensão no espaço em um sinal elétrico."

Uma maneira de imaginar a curvatura do espaço e do tempo é imaginar uma bola caindo em um trampolim.

O trampolim se curva para baixo primeiro, esticar o tecido na vertical e encurtar as laterais.

Então, quando a bola pula para cima novamente, o movimento horizontal do tecido se expande novamente.

O instrumento atua como um transdutor, transformando essa tensão em mudanças na luz - e depois em um sinal eletrônico para que os cientistas possam digitalizá-lo e analisá-lo.

"A luz do laser tem que viajar no vácuo para que não seja perturbada por todas as flutuações do ar, "disse Sapateiro, observando que o LIGO contém o "maior sistema de alto vácuo do mundo, "- medindo 1,2 metros (jardas) por 2,5 milhas (quatro quilômetros) de comprimento.

Os detectores contêm dois braços muito longos que contêm instrumentos ópticos para dobrar a luz, e estão posicionados como a letra L.

Se um braço encurta, e o outro alonga, os cientistas sabem que estão vendo uma onda gravitacional.

Consulte Mais informação: O que são estrelas de nêutrons?

Consulte Mais informação: Ondas gravitacionais:por que tanto barulho?

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