Um novo estudo divulgado hoje é um caso convincente para o desenvolvimento de "NEMO" - um novo observatório na Austrália que poderia fornecer alguns dos mais empolgantes detectores de ondas gravitacionais de próxima geração que têm a oferecer, mas por uma fração do custo.

O estudo, co-autoria do ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), coincide com uma revisão intermediária do Plano Decadal de Astronomia pela Academia Australiana de Ciências, onde "NEMO" é identificado como um objetivo prioritário.

"A astronomia de ondas gravitacionais está remodelando nossa compreensão do universo, "disse um dos principais autores do estudo, ARC Future Fellow, Dr. Paul Lasky, da Escola de Física e Astronomia da Monash University, e OzGrav.

"As estrelas de nêutrons são um estado final da evolução estelar, " ele disse.

"Eles consistem na matéria mais densa observável do universo, e acredita-se que consistam em um superfluido, núcleo supercondutor de matéria em densidades supranucleares. Tais condições são impossíveis de produzir em laboratório, e a modelagem teórica da matéria requer extrapolação em muitas ordens de magnitude além do ponto onde a física nuclear é bem compreendida. "

O estudo hoje apresenta o conceito de design e caso científico para um Observatório de Matéria Extrema de Estrela de Nêutrons (NEMO):um interferômetro de onda gravitacional otimizado para estudar física nuclear com estrelas de nêutrons em fusão.

O conceito usa alta potência de laser circulante, compressão quântica e uma topologia de detector especialmente projetada para atingir a sensibilidade de alta frequência necessária para sondar a matéria nuclear usando ondas gravitacionais.

O estudo reconhece que os observatórios de terceira geração exigem substanciais, investimento financeiro global e desenvolvimento tecnológico significativo ao longo de muitos anos.

De acordo com Monash Ph.D. candidato Francisco Hernandez Vivanco, que também trabalhou no estudo, as recentes descobertas transformacionais foram apenas a ponta do iceberg do que o novo campo da astronomia de ondas gravitacionais poderia atingir.

“Para atingir todo o seu potencial, novos detectores com maior sensibilidade são necessários, "Disse Francisco.

"A comunidade global de cientistas de ondas gravitacionais está atualmente projetando os chamados 'detectores de ondas gravitacionais de terceira geração (estamos atualmente na segunda geração de detectores; a primeira geração foram os protótipos que nos levaram até onde estamos hoje)."

Os detectores de terceira geração aumentarão a sensibilidade alcançada por um fator de 10, detectando todas as fusões de buracos negros em todo o universo, e a maioria das colisões de estrelas de nêutrons.

Mas eles têm um preço alto. Por cerca de US $ 1 bilhão, eles exigem um investimento verdadeiramente global, e não se espera que comece a detectar ondulações de gravidade até 2035, no mínimo.

Em contraste, NEMO exigiria um orçamento de apenas $ 50 a $ 100 milhões, uma escala de tempo consideravelmente menor para o desenvolvimento, e forneceria uma instalação de teste para o desenvolvimento de tecnologia para instrumentos de terceira geração.

O artigo de hoje conclui que mais estudos de design são necessários detalhando as especificações do instrumento, bem como um possível estudo de escopo para encontrar um local apropriado para o observatório, um projeto conhecido como "Finding NEMO."