Ano passado, a rede do detector de ondas gravitacionais avançado LIGO-VIRGO registrou dados de 35 buracos negros e estrelas de nêutrons em fusão. Um ótimo resultado - mas o que eles perderam? De acordo com o Dr. Rory Smith do ARC Center of Excellence in Gravitational Wave Discovery da Monash University na Austrália, é provável que haja outros 2 milhões de eventos de ondas gravitacionais resultantes da fusão de buracos negros, “um par de buracos negros que se fundem a cada 200 segundos e um par de estrelas de nêutrons que se fundem a cada 15 segundos” que os cientistas não estão captando.

Dr. Smith e seus colegas, também na Monash University, desenvolveram um método para detectar a presença desses eventos fracos ou "de fundo" que até agora passaram despercebidos, sem ter que detectar cada um individualmente. O método — que atualmente está sendo testado pela comunidade LIGO— "significa que podemos ser capazes de ver mais de 8 bilhões de anos-luz além do que estamos observando atualmente, "Dr. Smith disse.

"Isso nos dará um instantâneo de como era o universo primitivo, ao mesmo tempo em que fornecerá insights sobre a evolução do universo."

O papel, publicado recentemente no Royal Astronomical Society Diário, detalha como os pesquisadores irão medir as propriedades de um fundo de ondas gravitacionais de milhões de fusões de buracos negros não resolvidos.

As fusões de buracos negros binários liberam enormes quantidades de energia na forma de ondas gravitacionais e agora estão sendo detectadas rotineiramente pela rede de detectores LIGO-Virgo Avançada. De acordo com o co-autor, Eric Thrane do OzGrav-Monash, essas ondas gravitacionais geradas por fusões binárias individuais "carregam informações sobre o espaço-tempo e a matéria nuclear nos ambientes mais extremos do Universo. As observações individuais das ondas gravitacionais traçam a evolução das estrelas, aglomerados de estrelas, e galáxias, " ele disse.

"Reunindo informações de muitos eventos de fusão, podemos começar a entender os ambientes em que as estrelas vivem e evoluem, e o que causa seu destino final como buracos negros. Quanto mais longe vemos as ondas gravitacionais dessas fusões, quanto mais jovem era o Universo quando se formaram. Podemos rastrear a evolução das estrelas e galáxias ao longo do tempo cósmico, de volta a quando o Universo era uma fração de sua idade atual. "

Os pesquisadores medem as propriedades da população de fusões de buracos negros binários, como a distribuição das massas dos buracos negros. A grande maioria das fusões binárias compactas produz ondas gravitacionais que são fracas demais para produzir detecções inequívocas - portanto, grandes quantidades de informações são perdidas por nossos observatórios.

"Além disso, inferências feitas sobre a população de buracos negros podem ser suscetíveis a um 'viés de seleção' devido ao fato de que vemos apenas um punhado dos mais barulhentos, a maioria dos sistemas próximos. O viés de seleção significa que podemos apenas obter um instantâneo dos buracos negros, ao invés da imagem completa, "Dr. Smith avisou.

A análise desenvolvida por Smith e Thrane está sendo testada usando observações do mundo real dos detectores LIGO-VIRGO com o programa esperado para estar totalmente operacional dentro de alguns anos, de acordo com o Dr. Smith.