Pela 1ª vez, Cientista ouve coro de ondas gravitacionais que ondulam pelo universo

Maura McLaughlin, codiretora do NANOGrav, a colaboração de pesquisa que publicou os resultados no The Astrophysical Journal Letters, disse que “é realmente a primeira vez que temos evidências apenas desse movimento em larga escala de tudo no universo”.

De acordo com a NASA, as ondas gravitacionais são invisíveis, no entanto, são incrivelmente rápidas. Eles viajam na velocidade da luz (186.000 milhas por segundo). Eles espremem e esticam qualquer coisa em seu caminho enquanto passam.

As ondas gravitacionais, previstas pela primeira vez pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein, são ondulações no tecido do espaço-tempo causadas pelos eventos mais energéticos do cosmos, como fusões de buracos negros e colisões de estrelas de nêutrons. Detectar e estudar essas ondas fornece informações valiosas sobre a natureza fundamental do universo.

Os cientistas às vezes comparam essas ondulações à música de fundo do universo.

No início de 2015, os cientistas usaram um experimento chamado LIGO para detectar ondas gravitacionais pela primeira vez e mostraram que Einstein estava certo. Mas até agora, esses métodos só conseguiram captar ondas em altas frequências, explicou Chiara Mingarelli, membro do NANOGrav, astrofísica da Universidade de Yale.

Esses rápidos “chilros” vêm de momentos específicos quando buracos negros relativamente pequenos e estrelas mortas se chocam, disse Mingarelli.

Na pesquisa mais recente, os cientistas estavam procurando por ondas em frequências muito mais baixas. Essas ondulações lentas podem levar anos ou até décadas para subir e descer, e provavelmente vêm de alguns dos maiores objetos do nosso universo: buracos negros supermassivos bilhões de vezes a massa do nosso sol.

Galáxias em todo o universo estão constantemente colidindo e se fundindo. Quando isso ocorre, o astrônomo Szabolcs Marka, da Universidade de Columbia, que não participou do estudo, explicou que os cientistas acham que os enormes buracos negros no centro dessas galáxias também se juntam e se envolvem em uma dança antes de entrarem em colapso.

Os buracos negros emitem ondas gravitacionais enquanto circulam nesses pares, conhecidos como binários.

“Binários de buracos negros supermassivos, orbitando lenta e calmamente um ao outro, são os tenores e o baixo da ópera cósmica”, disse Marka.

Nenhum instrumento na Terra poderia capturar as ondulações desses gigantes. Então, “tivemos que construir um detector que fosse aproximadamente do tamanho da galáxia”, disse o pesquisador do NANOGrav, Michael Lam, do Instituto SETI.

Os resultados foram divulgados esta semana. Ele incluiu 15 anos de dados do NANOGrav, que usa telescópios na América do Norte para procurar as ondas. Outras equipes de caçadores de ondas gravitacionais ao redor do mundo também publicaram seus estudos, inclusive na Europa, Índia, China e Austrália.

Os cientistas apontaram telescópios para estrelas mortas chamadas pulsares, que enviam flashes de ondas de rádio enquanto giram no espaço como faróis.

Essas rajadas são tão regulares que os cientistas sabem exatamente quando as ondas de rádio devem chegar ao nosso planeta – “como um relógio perfeitamente regular marcando distância no espaço”, disse Sarah Vigeland, membro do NANOGrav, astrofísica da Universidade de Wisconsin-Milwaukee. Mas, à medida que as ondas gravitacionais distorcem o tecido do espaço-tempo, elas realmente mudam a distância entre a Terra e esses pulsares, produzindo uma batida constante.

Ao analisar pequenas mudanças na taxa de tique-taque em diferentes pulsares – com alguns pulsos chegando um pouco mais cedo e outros atrasados ​​– os cientistas puderam dizer que as ondas gravitacionais estavam passando.

A equipe NANOGrav monitorou 68 pulsares no céu usando o Green Bank Telescope na Virgínia Ocidental, o telescópio Arecibo em Porto Rico e o Very Large Array no Novo México. Outras equipes encontraram evidências semelhantes de dezenas de outros pulsares, monitorados com telescópios em todo o mundo.

Até agora, esse método não foi capaz de rastrear exatamente de onde vêm essas ondas de baixa frequência, disse Marc Kamionkowski, astrofísico da Universidade Johns Hopkins, que não participou da pesquisa.

Em vez disso, está revelando o zumbido constante que está ao nosso redor – como quando você está no meio de uma festa, “você ouvirá todas essas pessoas falando, mas não ouvirá nada em particular”, disse Kamionkowski .

O ruído de fundo que eles encontraram é “mais alto” do que alguns cientistas esperavam, disse Mingarelli. nossa compreensão do universo.

Os pesquisadores esperam que continuar estudando esse tipo de onda gravitacional possa nos ajudar a aprender mais sobre os maiores objetos do nosso universo. Isso poderia abrir novas portas para a “arqueologia cósmica” que pode rastrear a história de buracos negros e galáxias se fundindo ao nosso redor, disse Marka.

“Estamos começando a abrir esta nova janela para o universo”, disse Vigeland.

(Com informações da Associated Press)

Atualizado: 29 de junho de 2023, 07h12 IST