p O céu noturno dança com auroras sobre o Laboratório do Setor Escuro na Estação do Pólo Sul Amundsen-Scott no Pólo Sul geográfico. Na extrema direita, dentro do escudo de aterramento prateado, é BICEP3, que tem observado desde 2016. A colaboração BICEP / Keck opera uma série de telescópios de pequena abertura, incluindo o BICEP3, que são direcionados à busca de assinaturas de ondas gravitacionais inflacionárias. Crédito:Robert Schwarz
p Diante da trágica perda do observatório de Arecibo em Porto Rico e do custo muitas vezes proibitivo das missões de satélite, astrônomos estão procurando alternativas inteligentes para continuar respondendo a questões fundamentais da física. p Em uma conferência de imprensa durante a Reunião APS de abril de 2021, eles irão revelar novas táticas em ambos os hemisférios para iluminar as ondas gravitacionais e a matéria escura.
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Brilhando a luz mais antiga do universo sobre a matéria escura
p No Pólo Sul, um poderoso conjunto de telescópios poderia adicionar uma nova função:estudar a natureza da matéria escura e a história das estrelas.
p Somente os satélites podem realizar pesquisas de todo o céu, enquanto os telescópios baseados na Terra são capazes de passar anos acumulando muitos dados em pequenos fragmentos. O conjunto BICEP / Keck foi projetado como o detector mais sensível do mundo da polarização de feições celestes de médio a grande porte. Da Antártica, a matriz pesquisa pequenas áreas do brilho residual do Big Bang em busca de ondas gravitacionais primordiais.
p Cyndia Yu, um estudante de graduação na Universidade de Stanford, e a equipe do BICEP / Keck está explorando a possibilidade de que os mesmos telescópios possam aumentar o comprimento de suas varreduras - e assim capturar áreas muito maiores.
p "Estamos apreciando cada vez mais a promessa de deixar de detectar sinais extremamente fracos em uma área pequena, para procurar recursos em um patch maior do céu, "disse Yu.
p A abordagem não convencional produziu resultados iniciais promissores. Yu vai compartilhar o desempenho inicial de varreduras de teste e prever o quão sensível os telescópios serão a alvos, incluindo candidatos de matéria escura semelhantes a axions e aniquilações WIMP.
p "As missões de satélite são muito raras e caras, então, qualquer chance que tivermos de fazer mais medições a partir de programas baseados em solo é muito empolgante, " ela disse.
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Pegando o rastro de buracos negros supermassivos
p No hemisfério norte, detectores do tamanho de galáxias estão caçando ondas gravitacionais de frequência muito baixa dos maiores buracos negros do universo.
p Ilustração representativa da Terra embutida no espaço-tempo (que é deformada pelas ondas gravitacionais de fundo) e seus efeitos nos sinais de rádio vindos de pulsares observados. Crédito:Tonia Klein / NANOGrav
p "Em algumas formas, essas matrizes são como o detector LIGO, "disse Megan DeCesar, Cientista pesquisador sênior da George Mason University, referindo-se ao observatório que primeiro detectou ondas gravitacionais de outros tipos de buracos negros menores.
p "Embora o LIGO use lasers na Terra, matrizes de tempo de pulsar usam pulsos constantes de ondas de rádio de pequenas, denso, estrelas em rotação rápida chamadas pulsares que estão localizadas a milhares de anos-luz da Terra, " ela disse.
p DeCesar e a colaboração do Observatório Nanohertz para Ondas Gravitacionais da América do Norte analisaram mais de uma dúzia de anos de dados de pulsares.
p Recentemente, eles relataram um sinal que pode ser o primeiro indício de uma onda gravitacional de fundo, e que foi mais forte do que o esperado com base em dados anteriores. Se for confirmado como um sinal de onda gravitacional, significaria a descoberta de ondas gravitacionais produzidas a partir de muitos sistemas de buracos negros duplos, cada um dos quais acabará por se fundir para formar buracos negros únicos ainda maiores.
p Arecibo desempenhou um papel crucial nas observações do NANOGrav. Seu colapso em dezembro foi um golpe para a colaboração, mas, graças ao aumento de observações no Green Bank e em outras instalações, O NANOGrav ainda está no caminho certo para detectar ondas gravitacionais com vários anos de dados. DeCesar irá discutir como os telescópios atuais em West Virginia, Novo México, e British Columbia, e futuras matrizes de rádio sensíveis, permitirá que a NANOGrav atinja seus objetivos de ciência das ondas gravitacionais.