Impressão artística da fusão de dois buracos negros. Crédito:SXS
Uma equipe internacional de cientistas detectou ondulações no espaço e no tempo, conhecidas como ondas gravitacionais, da maior colisão de buracos negros conhecida que formou um novo buraco negro cerca de 80 vezes maior que o Sol - e de outras três fusões de buracos negros.
A Australian National University (ANU) está desempenhando um papel importante no envolvimento da Austrália com a descoberta de ondas gravitacionais por meio de uma parceria no Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro de Laser Avançado (LIGO), que tem sede nos Estados Unidos.
Professora Susan Scott, que é Líder do Grupo de Teoria da Relatividade Geral e Análise de Dados da ANU, disse que a equipe descobriu as quatro colisões reanalisando os dados das duas primeiras execuções de observação do Advanced LIGO.
Os cientistas detectaram o evento que formou o maior buraco negro conhecido a partir da fusão de um sistema binário de dois buracos negros em 29 de julho de 2017. O evento ocorreu a cerca de nove bilhões de anos-luz de distância.
"Este evento também teve buracos negros girando mais rápido de todas as fusões observadas até agora. É também de longe a fusão mais distante observada, "Professor Scott disse.
As outras três colisões de buracos negros foram detectadas entre 9 e 23 de agosto de 2017, estavam entre três e seis bilhões de anos-luz de distância e variavam em tamanho para os buracos negros resultantes de 56 a 66 vezes maiores que o nosso sol.
"Estes eram de quatro sistemas binários diferentes de buracos negros colidindo e irradiando fortes ondas gravitacionais para o espaço, "disse o professor Scott, que é da Escola de Pesquisa de Física e Engenharia ANU e é Pesquisador Chefe do Centro de Excelência para Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav), que é financiado pelo Australian Research Council (ARC).
"Essas detecções de colisões de buracos negros melhoram muito nossa compreensão de quantos sistemas de buracos negros binários existem no Universo, bem como o alcance de suas massas e a velocidade com que os buracos negros giram durante uma fusão. "
Os pesquisadores planejam melhorar continuamente os detectores de ondas gravitacionais para que possam detectar eventos cataclísmicos muito mais longe no espaço, um dia na esperança de voltar ao início dos tempos logo após o Big Bang, o que não pode ser feito com luz.
Depois que as corridas de observação iniciais foram concluídas, os cientistas recalibraram e limparam os dados coletados.
"Isso aumentou a sensibilidade da rede de detectores, permitindo que nossas pesquisas detectassem mais fontes, "Professor Scott disse.
Gráfico mostrando as massas de detecções de ondas gravitacionais recentemente anunciadas, buracos negros e estrelas de nêutrons. Crédito:LIGO-Virgo / Frank Elavsky / Northwestern
"Também incorporamos modelos aprimorados dos sinais esperados em nossas pesquisas."
Desde que a segunda execução de observação terminou em agosto de 2017, os cientistas têm aprimorado os detectores de ondas gravitacionais LIGO e Virgo para torná-los mais sensíveis.
"Isso significa que durante a próxima terceira execução de observação, começando no início do próximo ano, seremos capazes de detectar eventos mais distantes no espaço, o que significa mais detecções e ondas potencialmente gravitacionais de fontes novas e ainda desconhecidas no Universo, "Professor Scott disse.
A equipe de pesquisa internacional detectou ondas gravitacionais de 10 fusões de buracos negros diferentes e uma colisão de estrelas de nêutrons durante os últimos três anos. As estrelas de nêutrons são as estrelas mais densas do Universo, com um diâmetro de até cerca de 20 quilômetros.
O grupo de pesquisa do professor Scott também está desenvolvendo um novo projeto para capacitá-los a detectar ondas gravitacionais provenientes de uma estrela de nêutrons de vida curta resultante de uma fusão de estrelas de nêutrons.
Impressão artística da fusão de estrelas de nêutrons. Crédito:Carl Knox, OzGrav
Dr. Karl Wette, um pós-doutorado no grupo da ANU e um membro do OzGrav, disseram que os cientistas não tinham certeza do que se formou a partir da fusão de estrelas de nêutrons detectada em agosto do ano passado.
"Pode ter sido uma estrela de nêutrons que se transformou em um buraco negro depois de algum tempo ou se transformou imediatamente em um buraco negro, " ele disse.
"Nosso novo projeto ajudará a fornecer informações críticas sobre o que obtemos com a fusão de duas estrelas de nêutrons."
O professor Scott apresentará os novos resultados no Congresso do Instituto Australiano de Física em Perth no final deste mês.
Os resultados das descobertas serão publicados em Revisão Física X .
