Os detectores gêmeos de Observatório de Ondas Gravitacionais à Laser (LIGO) - localizados em Livingston, Louisiana, e Hanford, Washington - e o detector Virgo localizado perto de Pisa, na Itália, detectaram os eventos de ondas gravitacionais.
A Colaboração Virgo e a Colaboração Científica LIGO (LSC, na sigla em inglês) anunciaram as descobertas em 1º de dezembro de 2018, no Workshop de Física e Astronomia de Ondas Gravitacionais do Instituto Espacial Conjunto, promovido pela Universidade de Maryland em College Park, Maryland. Dois artigos científicos que descrevem essas novas descobertas foram inicialmente publicados no repositório arXiv de pré-publicações eletrônicas e incluem um catálogo de todas as detecções de ondas gravitacionais e eventos candidatos observados até o momento.
"Esses resultados marcam uma evolução na forma como pensamos sobre as fusões binárias de buracos negros detectadas pelo LIGO e Virgo", disse Peter Shawhan, professor de física da UMD e investigador principal da LSC que atua como presidente do comitê de análise de dados da LSC.
"Enquanto determinamos cuidadosamente as propriedades dos eventos individuais, como as massas e spins dos buracos negros, também estamos olhando para o quadro geral: a distribuição dessas propriedades e o que isso pode nos dizer sobre como as estrelas massivas vivem e morrem".
As ondas gravitacionais transmitem informações sobre suas origens e sobre a natureza da gravidade que não podem ser obtidas de outra forma. Durante um período de dois anos, físicos das equipes LIGO e Virgo detectaram ondas gravitacionais de 10 fusões de buracos negros e uma fusão de estrelas de nêutrons. As quatro novas observações - nomeadas GW170729, GW170809, GW170818 e GW170823 devido as datas em que foram detectadas.
Um dos novos eventos, GW170729, é a fonte de onda gravitacional mais massiva e distante já observada. Essa fusão de buracos negros, ocorrida há cerca de 5 bilhões de anos, transformou uma energia equivalente de quase cinco massas solares em energia gravitacional.
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| A imagem mostra a localização da onda gravitacional (da rede global LIGO-Virgo), raios gama (pelos satélites Fermi e INTEGRAL) e ópticos (a imagem descoberta do Swope) dos sinais do evento transiente detectado no 17 de agosto de 2017. As áreas coloridas mostram as regiões de localização do céu estimadas pelos observatórios de raios gama (em azul) e pelos detectores de ondas gravitacionais (em verde). A inserção mostra a localização da aparente galáxia conhecida NGC4993: na imagem superior, registrada quase 11 horas após os sinais de ondas gravitacionais e raios gama terem sido detectados, uma nova fonte (marcada por um retículo) é visível: não estava lá na foto de baixo, tirada cerca de três semanas antes do evento. |
Outro novo evento, o GW170818, foi bem triangulado no céu pelos detectores LIGO e Virgo, tornando-o a segunda melhor fonte de ondas gravitacionais localizadas após a fusão de estrelas de nêutrons. A posição dos buracos negros binários, localizada a 2,5 bilhões de anos-luz da Terra, foi identificada no céu com uma precisão de 39 graus quadrados.
Uma grande contribuidora para essa conquista foi Alessandra Buonanno - professora de física da UMD College Park e pesquisadora principal da LSC que também tem uma indicação como diretora do Instituto Max Planck de Física Gravitacional em Potsdam, Alemanha. Buonanno liderou o esforço para desenvolver modelos altamente precisos de ondas gravitacionais que os buracos negros geram no processo final de orbitar e colidir uns com os outros. Os cientistas usam esses modelos de forma de onda para localizar a fonte no céu e identificá-la como um par de buracos negros em órbita.
"Modelos de formas de onda de última geração, processamento avançado de dados e melhor calibração dos instrumentos nos permitiram inferir os parâmetros astrofísicos de eventos previamente anunciados com mais precisão e descobrir quatro novos transientes de ondas gravitacionais de fusões de buracos negros", disse Buonanno. "Estou ansiosa para a próxima corrida de observação na primavera de 2019, onde esperamos detectar mais de duas fusões de buraco negro por mês de dados coletados".
Os artigos científicos descrevendo as novas descobertas incluem um catálogo de todas as detecções de ondas gravitacionais e eventos candidatos observados de 12 de setembro de 2015 a 25 de agosto de 2017.
Cientistas observaram GW170817 - a fusão de duas estrelas de nêutrons - em ambas as ondas: gravitacionais e luz. Shawhan e seus alunos da UMD trabalharam com outros membros da equipe LIGO e Virgo para estabelecer um programa para compartilhar rapidamente informações sobre cada candidato a evento de onda gravitacional, incluindo a localização no céu, com os astrônomos. Isso permitiu aos astrônomos procurar o evento com seus telescópios e outros instrumentos, marcando um excitante novo capítulo na astronomia multi-mensageira, um campo no qual objetos cósmicos são observados simultaneamente em diferentes formas de radiação.
"A única fusão de estrelas de nêutrons no catálogo, GW170817, pode parecer pouco, mas nós aprendemos muitas coisas sobre isso, analisando os dados das ondas gravitacionais, juntamente com a incrível variedade de observações de acompanhamento", disse Shawhan. "Ainda assim, temos muitas perguntas não respondidas sobre a população de estrelas de nêutrons binárias que os dados futuros devem preencher para nós".
Em um dos dois novos artigos, os cientistas investigam cuidadosamente as características da população de buracos negros que se fundem. Mais notavelmente, os pesquisadores descobriram que quase todos os buracos negros formados a partir de estrelas são mais leves que 45 vezes a massa do Sol.
"As colaborações LIGO e Virgo trabalharam arduamente para liberar as propriedades do evento e também os dados em que esses sinais foram encontrados, para que outros cientistas possam analisá-los com suas próprias ferramentas e compará-los com teorias de evolução estelar e emissão de ondas gravitacionais", Shawhan acrescentou.
A primeira detecção de ondas gravitacionais, observada em 14 de setembro de 2015, foi um marco na física e na astronomia. Confirmou uma previsão importante da teoria geral da relatividade de Albert Einstein, em 1915, e marcou o início do novo campo da astronomia das ondas gravitacionais.
Fonte: Space Daily e Virgo Website
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