Nova Fonte de Ondas Gravitacionais é Observada

Olá leitor!

Segue abaixo uma matéria publicada hoje (16/10) no site da Agência FAPESP, destacando que uma nova fonte de Ondas Gravitacionais foi observada por equipe internacional com mais de 3 mil astrônomos e entre eles 60 brasileiros.

Duda Falcão

Notícias

Nova Fonte de Ondas

Gravitacionais é Observada

Por Elton Alisson 

Agência FAPESP 

16 de outubro de 2017

Colaborações de 60 observatórios em diferentes países, incluindo o Brasil,

fazem a primeira observação eletromagnética da fusão de duas estrelas de

nêutrons que gerou ondas gravitacionais (imagem obtida pelo T80-Sul.

À esquerda, no centro, a galáxia NGC 4993, onde está marcada a posição

da contrapartida óptica do evento que produziu as ondas gravitacionais.

Na imagem da direita, a galáxia foi subtraída (e seu centro mascarado) para

melhor visualização do objeto, que pode ser confirmado como de brilho

variável, decrescente com o tempo)

A contribuição para a detecção de ondas gravitacionais rendeu aos físicos norte-americanos Rainer Weiss, Barry Barish e Kip S. Thorne o prêmio Nobel de Física deste ano. Agora, um grupo de mais de 3 mil astrônomos, incluindo 60 do Brasil, conseguiu observar pela primeira vez em luz visível uma fonte dessas oscilações do espaço-tempo previstas por Albert Einstein (1879-1955) há um século.

O grupo, do qual faz parte o trio ganhador do Nobel, anunciou em um artigo publicado nesta segunda-feira (16/10) em The Astrophysical Journal ter feito as primeiras observações, em várias bandas eletromagnéticas, de uma fusão de duas estrelas de nêutrons – corpos celestes extremamente densos originados a partir da implosão do núcleo de estrelas gigantes.

O evento gerou ondas gravitacionais registradas pelo Observatório Interferométrico de Ondas Gravitacionais (LIGO, em inglês), nos Estados Unidos, e Virgo, na Itália, em agosto deste ano.

A descoberta também foi descrita em outro artigo em The Astrophysical Journal Letters por um grupo de 55 astrônomos, sendo 17 do Brasil, vinculados aos Institutos de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) e de Física (IF) da Universidade de São Paulo (USP), do Observatório Nacional (ON) e das universidades federais de Sergipe (UFS), de Santa Catarina (UFSC) e do Rio de Janeiro (UFRJ).

Os pesquisadores brasileiros participaram do estudo em colaboração com colegas dos Estados Unidos, Argentina, Chile, Espanha e Alemanha por meio de observações feitas com o telescópio robótico T80-Sul, construído com apoio da FAPESP e instalado no Observatório Internacional de Cerro Tololo, no Chile.

“É a primeira vez que se obteve a contrapartida óptica [identificação de um objeto em luz visível] de um evento de ondas gravitacionais. As quatro detecções de ondas gravitacionais anteriores foram feitas a partir de colisões e fusões de buracos negros, que não emitem radiação eletromagnética e, por conta disso, não foi possível ter a contrapartida do visível do evento que as gerou”, disse Claudia Lucia Mendes de Oliveira, professora do IAG-USP e uma das autoras do estudo, à Agência FAPESP.

Desde o anúncio em fevereiro de 2016 da primeira detecção de ondas gravitacionais geradas pela colisão e fusão de dois buracos negros pela colaboração LIGO, astrônomos em vários países, atuantes em diferentes faixas do espectro eletromagnético (rádio, visível, raios X e raios gama), têm tentado obter a contrapartida eletromagnética de um evento gerador de ondas gravitacionais.

A atenção deles para essa possibilidade foi redobrada com um alerta emitido em 17 de agosto deste ano pelos observatórios LIGO e Virgo de que uma fusão de estrelas de nêutrons poderia ter gerado ondas gravitacionais registradas por seus detectores.

O evento teria ocorrido em um ponto da galáxia chamada NGC 4993, localizada na constelação austral de Hidra, a 130 milhões de anos-luz da Terra. A emissão de ondas gravitacionais pelas estrelas de nêutrons em fusão ocorreu cerca 2 segundos antes da observação de um jato de raios-gama detectado pelo telescópio espacial Fermi, da Nasa, a agência espacisl dos Estados Unidos.

A partir desse conjunto de pistas, astrônomos participantes de colaborações em 60 observatórios, situados em diferentes partes do mundo, começaram a fazer uma varredura de uma grande área do céu – equivalente a, aproximadamente, 60 luas cheias –, em todo o espectro eletromagnético, a fim de identificar um objeto cuja emissão visível ou brilho estivesse caindo. Chamado transiente óptico, o objeto poderia ter sido produzido por uma fusão de estrelas de nêutrons.

Uma equipe de astrônomos usuários do telescópio Swope, situado no Observatório de Las Campanas, no Chile, foi a primeira a reportar a detecção do o transiente óptico menos de 11 horas após a fusão das estrelas de nêutrons.

Poucos minutos depois da detecção do transiente óptico pelo telescópio chileno, outras cinco equipes vinculadas a outros telescópios também anunciaram tê-lo encontrado de forma independente.

“Recebemos a informação da detecção do transiente óptico na galáxia NGC 4993 em 18 de agosto. E, como o T80-Sul é um telescópio autônomo, que pode ser apontado para uma nova fonte em alguns segundos, conseguimos prontamente fazer as observações do objeto em três filtros, conhecidos como filtros G, R e I”, disse Oliveira.

Eventos Cataclísmicos

De acordo com os pesquisadores, as observações do transiente óptico em todos os comprimentos de onda sustentam a hipótese de que o objeto foi produzido pela fusão de duas estrelas de nêutrons. As estrelas foram localizadas na região da galáxia NGC 4993 – justamente onde foram detectadas as ondas gravitacionais detectadas pelos observatórios LIGO e Virgo.

Durante a fusão das estrelas de nêutrons – que deve corresponder a eventos conhecidos como quilonova, segundo os pesquisadores – ocorreu uma explosão de raios gama de curta duração e emissão de radiação eletromagnética devido à decomposição de íons pesados gerados por processos R (processo de captura rápida de nêutrons) durante a fusão, explicaram os pesquisadores.

“Sabíamos que existiam esses objetos, mas não sabemos muito sobre eles. Com as novas observações é possível medir o processo R e estimar a quantidade de elementos formados para comparar com modelos”, disse Oliveira.

As observações também possibilitarão responder muitas perguntas sobre as próprias estrelas de nêutrons. Estrelas mortas, que não produzem mais energia interna por fusão nuclear, as estrelas de nêutrons correspondem a um dos possíveis estágios finais da vida de uma estrela de alta massa. Elas são criadas quando estrelas com massas maiores a oito vezes a massa do Sol sofrem uma explosão de supernova – um evento astronômico que ocorre durante os estágios finais da evolução de algumas estrelas, caracterizado por uma explosão muito brilhante.

“As estrelas de nêutrons têm propriedades físicas especiais, e quando elas se fundem ocorrem processos nucleares a altas energias que ainda não conseguimos entender bem. Essas observações podem fornecem mais informações para compreendermos melhor esses processos”, disse outro autor do estudo, Alberto Molino Benito, que realiza pós-doutorado no IAG com Bolsa da FAPESP.

O artigo Multi-messenger observations of a binary neutron star merger, de B. P. Abbott e outros, pode ser lido no Astrophysical Journal Letters em http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aa91c9. 

O artigo Observations of the first electromagnetic counterpart to a gravitational wave source by the Toros Collaboration poderá ser lido no site do The Astrophysical Journal em http://iopscience.iop.org/journal/0004-637X.

OBS: Veja abaixo uma reportagem da TV Brasil exibida dia 16/10 tendo como tema esta descoberta.

Fonte: Site da Agência FAPESP

Comentário: Realmente fantástico e demonstra mais uma vez como a Astronomia Brasileira esta avançando rapidamente. Aproveitamos para agradecer ao leitor Jahyr Jesus Brito pelo envio deste vídeo.