Gráfico mostrando pontos de dados do observatório de ondas gravitacionais LIGO, traçando frequência em relação ao tempo. O chirp GW170817 em ondas gravitacionais produzidas pela coalescência de duas estrelas de nêutrons é claramente visível como uma sequência de pontos em uma curva ascendente. Após sua fusão, a frequência da onda gravitacional diminui por vários segundos (ver a linha de 1843 a 1847 segundos), indicando um objeto mesclado com uma taxa de rotação decrescente. Van Putten e sua equipe calculam que a chance de este ser um resultado falso é de cerca de 1 em 40, 000. Crédito:LIGO / M.H.P.M van Putten &M. Della Valle
Pela primeira vez, os astrônomos detectaram ondas gravitacionais de uma fusão, estrela de nêutrons hiper-massiva. Os cientistas, Maurice van Putten, da Sejong University na Coreia do Sul, e Massimo della Valle do Osservatorio Astronomico de Capodimonte na Itália, publicar seus resultados em Avisos mensais da Royal Astronomical Society : Cartas .
As ondas gravitacionais foram previstas por Albert Einstein em sua Teoria Geral da Relatividade em 1915. As ondas são distúrbios no espaço-tempo gerados por massas em movimento rápido, que se propagam para fora da fonte. No momento em que as ondas alcançam a Terra, eles são incrivelmente fracos e sua detecção requer equipamentos extremamente sensíveis. Os cientistas demoraram até 2016 para anunciar a primeira observação de ondas gravitacionais usando o detector Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO).
Desde aquele resultado seminal, ondas gravitacionais foram detectadas em outras seis ocasiões. Um desses, GW170817, resultou da fusão de dois remanescentes estelares conhecidos como estrelas de nêutrons. Esses objetos se formam depois que estrelas muito mais massivas que o Sol explodem como supernovas, deixando para trás um núcleo de material compactado em densidades extraordinárias.
Ao mesmo tempo que a explosão das ondas gravitacionais da fusão, observatórios detectaram emissão em raios gama, Raios X, ultravioleta, luz visível, infravermelho e ondas de rádio - uma campanha de observação sem precedentes que confirmou a localização e a natureza da fonte.
Um gráfico que mostra a contagem de raios gama em relação ao tempo, cujo pico inicial é de 1,7 segundos após a coalescência final das duas estrelas de nêutrons. Esta curta explosão de raios gama dura cerca de três segundos durante o período em que a frequência da onda gravitacional diminui, mostrado na Figura 1. Crédito:A.M. Goldstein et al. / M.H.P.M. van Putten e M. Della Valle
As observações iniciais do GW170817 sugeriram que as duas estrelas de nêutrons se fundiram em um buraco negro, um objeto com um campo gravitacional tão poderoso que nem mesmo a luz pode viajar com rapidez suficiente para escapar de seu alcance. Van Putten e della Valle começaram a verificar isso, usando uma nova técnica para analisar os dados do LIGO e do detector de ondas gravitacionais de Virgem localizado na Itália.
Sua análise detalhada mostra os detectores H1 e L1 no LIGO, que são separados por mais de 3, 000 quilômetros, simultaneamente pegou um 'chirp' descendente durando cerca de 5 segundos. Significativamente, esse chirp começou entre o final da explosão inicial de ondas gravitacionais e uma explosão subsequente de raios gama. Sua baixa frequência (menos de 1 KHz, reduzindo para 49 Hz) sugere que o objeto mesclado girou para baixo para se tornar uma estrela de nêutrons maior, em vez de um buraco negro.
Existem outros objetos como este, com sua massa total combinando pares binários conhecidos de estrelas de nêutrons. Mas van Putten e della Valle já confirmaram sua origem.
Van Putten comenta:"Ainda estamos na era pioneira da astronomia das ondas gravitacionais. Portanto, vale a pena olhar os dados em detalhes. Para nós, isso realmente valeu a pena, e pudemos confirmar que duas estrelas de nêutrons se fundiram para formar uma maior. "
Astronomia de ondas gravitacionais, e obter os dados de cada detecção, dará mais um passo em frente no próximo ano, quando o detector de ondas gravitacionais Kamioka japonês (KAGRA) estiver online.
