Equipe Internacional Detecta 'Onda Gravitacional' Sem Precedentes Que Pode Ajudar a Resolver 'Mistério Cósmico'

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[Imagem: I. Markin/T. Dietrich/H. Pfeiffer/A. Buonanno]

Visão artística da coalescência e fusão de um buraco negro na lacuna de massa (superfície cinza escuro) com uma estrela de nêutrons, com cores que variam do azul escuro (60 gramas por centímetro cúbico) ao branco (600 quilogramas por centímetro cúbico), mostrando as fortes deformações do material de baixa densidade da estrela de nêutrons.

 

Em 8 de abril, o site Inovação Tecnológica anunciou que uma 'Onda Gravitacional' sem precedentes, recentemente detectada pela colaboração internacional de detectores gravitacionais LIGO-Virgo-KAGRA, pode ser a chave para desvendar um mistério cósmico.

 

O detector LIGO Livingston, situado no estado da Louisiana, nos EUA, registrou um sinal de onda gravitacional, denominado GW230529, proveniente do que parece ser a colisão entre uma estrela de nêutrons e um objeto compacto, com massa de 2,5 a 4,5 vezes a do nosso Sol.

 

Estrelas de nêutrons e buracos negros são objetos compactos resultantes de explosões estelares massivas, mas a peculiaridade desse sinal reside na massa do objeto mais pesado, que fica bem dentro de uma lacuna de massa entre as estrelas de nêutrons mais pesadas conhecidas e os buracos negros mais leves.

 

O sinal de ondas gravitacionais, por si só, não revela a natureza desse objeto, portanto, detecções futuras de eventos similares, especialmente aqueles acompanhados por explosões de radiação eletromagnética, podem ajudar a esclarecer essa questão. Além disso, como esse evento foi observado por apenas um detector, sua veracidade ainda não pode ser plenamente avaliada.

 

"Nossa análise indica que o objeto mais massivo tinha entre 2,5 e 4,5 vezes a massa do Sol, enquanto o objeto menos massivo tinha entre 1,2 e 2,0 vezes a massa do Sol. Não podemos afirmar com certeza se os objetos compactos são buracos negros ou estrelas de nêutrons, pois o sinal de onda gravitacional não fornece informações suficientes. No entanto, é altamente provável que seja a fusão entre um buraco negro e uma estrela de nêutrons. De qualquer forma, temos confiança de que o objeto mais massivo se encaixa na faixa de massa mencionada," declarou o professor Geraint Pratten, da Universidade de Birmingham, no Reino Unido.

 

[Imagem: I. Markin/T. Dietrich/H. Pfeiffer/A. Buonanno]

Simulação numérica da fusão. O sinal da onda gravitacional é representado por um conjunto de valores de amplitude de deformação de polarização positiva usando cores de azul escuro a ciano.

 

Antes da primeira detecção de ondas gravitacionais em 2015, as massas dos buracos negros de massa estelar eram predominantemente calculadas por observações de raios X, enquanto as massas das estrelas de nêutrons eram calculadas por observações de radiofrequências. Essas medições caíam em duas faixas distintas, com uma diferença de cerca de 2 a 5 vezes a massa do Sol. Ao longo dos anos, um pequeno número de medições preencheu essa lacuna, mas a diferença de massa continuou sendo objeto de intenso debate entre os astrofísicos.

 

Desde então, as observações de ondas gravitacionais forneceram quase 200 medições de massas de objetos compactos. Entre essas, apenas outra fusão pode ter envolvido um objeto compacto na faixa de massa mencionada - o sinal GW190814 resultou da fusão de um buraco negro com um objeto compacto, excedendo a massa das estrelas de nêutrons mais pesadas conhecidas e possivelmente se encaixando na faixa de massa mencionada.

 

"Embora evidências anteriores de objetos na faixa de massa tenham sido reportadas tanto em ondas gravitacionais quanto em observações eletromagnéticas, este sistema é especialmente intrigante porque é a primeira detecção de ondas gravitacionais de um objeto com uma faixa de massa emparelhado com uma estrela de nêutrons," comentou a professora Sylvia Biscoveanu, da Universidade do Northwestern, nos EUA. "A observação deste sistema tem implicações importantes tanto para as teorias da evolução binária quanto para as observações eletromagnéticas das fusões de objetos compactos."

 

A rede de observatórios LIGO-Virgo-KAGRA agora está na quarta rodada de coleta de dados, planejada para durar 20 meses. No entanto, o sinal GW230529, divulgado recentemente, é o primeiro a ser compartilhado da terceira rodada, que ainda contém outros 80 sinais significativos que estão sendo analisados pela equipe.

 

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