Uma onde gravitacional é realmente algo muito maluco, se pararmos para pensar. Esses eventos extremamente violentos acontecem a muitos anos-luz de distância, e por eles literalmente alterarem a forma do espaço e tempo, as ondulações que produzem podem ser detectadas na Terra. Mas a astronomia de ondas gravitacionais está apenas no começo, e existem coisas ainda mais estranhas a serem observadas.

Até agora, pesquisadores só encontraram ondas gravitacionais de buracos negros e estrelas em colisão — é isso que seus detectores estão programados para fazer. Mas uma nova pesquisa demonstra que, dentro da próxima década, cientistas poderão ser capazes de encontrar um tipo completamente novo de onda gravitacional, com uma ferramenta diferente chamada “matriz de temporização de pulsar” (ou PTA, na sigla em inglês). Essas ondas resultariam de pares de buracos negros com milhões, ou até bilhões, de vezes a massa do Sol, orbitando uns aos outros, como gigantes dançando à distância.

Todos os eventos de ondas gravitacionais que ganharam manchetes de que você já ouviu falar foram descobertos pelos detectores LIGO e Vigo, túneis subterrâneos de vários quilômetros de extensão onde luzes laser são divididas e então reunidas. Uma onda gravitacional faz com que um dos feixes divididos oscile e interfira no outro feixe, fazendo com que uma forma de onda fique visível em um detector. Mas esses detectores só conseguem observar oscilações acontecendo pelo menos dez vezes por segundo — eles são imunes àquelas menos frequentes, que podem ser criadas por coisas como fusão de galáxias com um par de buracos negros supermassivos em seu centro.

A chave para descobrir esses buracos negros em particular seria um tipo diferente de experimento, chamado matriz de temporização de pulsar (PTAs). Esses experimentos medem a cronometragem de pulsares, que são fontes de luz que enviam feixes para a Terra em intervalos regulares, como torres de farol, explica Chiara Mingarelli, astrofísica do Instituto Flatiron, em um post de blog para a Scientific American:

As PTAs se aproveitam dos tempos de chegada regulares dos pulsos de rádio de pulsar de milissegundos para procurar ondas gravitacionais. Quando dois buracos negros supermassivos se juntam em um, as junções banham o universo com ondas de baixa frequência, esticando e esmagando o tecido do espaço-tempo. Os pulsares e a Terra agem como boias na superfície de um oceano agitado do espaço-tempo, balançando para cima e para baixo conforme as ondas passam. Isso causa mudanças no timing dos pulsos de pulsares que podem ser detectados em experimentos cuidadosamente projetados aqui na Terra.

Mas o modelo de Mingarelli, publicado na segunda-feira na Nature Astronomy, usou dados reais para prever quantas e até mesmo quais galáxias radiariam essas ondas. “Anteriormente, todo mundo usava simulações que não podiam te revelar para quais galáxias olhar especificamente”. “Mas usando minhas técnicas com taxas de junção de galáxias teóricas, podemos apontar para galáxias no céu e dizer: ‘é aquela’.” Nesse caso, a fusão mais provável é a M104, a Sombrero Galaxy. Isso porque, se tivesse esses binários, elas orbitariam umas às outras por um período maior de tempo e iriam, portanto, ser mais prováveis de se observar.

Por fim, a descoberta de tal onda gravitacional vai depender do quão bem os pesquisadores vão conseguir isolar o ruído ambiente; encontrar o sinal em meio ao ruído é algo de que a previsão depende. Mingarelli também quer ajustar o modelo para melhorar como as leis do Universo afetam as taxas de fusão dessas galáxias, já que, em última instância, descobrir essas ondas depende de encontrar a galáxia certa.

Com essa previsão de dez anos, agora se trata de aguardar e ver o que acontece.

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Fonte: Nature Astronomy