O catálogo de ondulações no espaço-tempo “ouvidas” pelos detectores de ondas gravitacionais na Terra duplicou, dizem os cientistas, com fontes recentemente descobertas que vão desde fusões instáveis de buracos negros até à mais grave colisão de buracos negros alguma vez detectada.
Já em 1915, Albert Einstein Prevê que quando os objetos mais densos e extremos do universo colidirem, esses eventos determinarão a estrutura do espaço e do tempo (unificados em uma única entidade chamada 4D) tempo e espaço) tocar a campainha. Então, 100 anos depois, em 14 de setembro de 2015, o Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro Laser (Guangda) detectou essas ondulações no espaço-tempo pela primeira vez – elas se originam de colisões buraco negro Está a mais de 1,3 bilhão de anos-luz de distância.
Cada nova detecção de ondas gravitacionais nos permite desbloquear outra peça do quebra-cabeça cósmico de uma forma que não poderíamos há apenas uma década. disse Lucy Thomas, membro do LVK da Caltech. disse em um comunicado. “É incrivelmente emocionante pensar sobre quais mistérios e surpresas astrofísicas poderemos descobrir através de futuras observações.”
Mais variedades
Os dados que compõem este catálogo são chamados de Catálogo Transiente de Ondas Gravitacionais 4.0 (GWTC-4), que inclui 128 fontes de ondas gravitacionais extremamente distantes. Foram recolhidos durante a quarta execução de observação destes detectores de ondas gravitacionais, que ocorreu entre maio de 2023 e janeiro de 2024.
Antes disso, nas três primeiras rodadas de observações do LIGO, Virgo e KAGRA, os cientistas apenas “ouviram” 90 fontes potenciais de ondas gravitacionais. Curiosamente, o GWTC-4 pode ser tecnicamente maior, já que cerca de 170 outras detecções de ondas gravitacionais por LIGO, Virgo e KAGRA ainda não foram catalogadas.
“Na última década, a astronomia de ondas gravitacionais observou centenas de fusões de buracos negros desde a sua primeira detecção”, disse em comunicado o porta-voz do LIGO, Stephen Fairhurst, professor da Universidade de Cardiff, no Reino Unido. “Estas observações permitem-nos compreender melhor como os buracos negros se formam a partir do colapso de estrelas massivas, explorar a evolução cósmica do Universo e fornecer uma confirmação cada vez mais rigorosa da relatividade geral.”
Um dos aspectos realmente atraentes do GWTC-4 é a variedade de eventos que geram estes sinais. O catálogo contém ondas gravitacionais produzidas por fusões entre os binários de buracos negros mais pesados até à data, cada um pesando cerca de 130 vezes a massa do buraco negro binário. soluma fusão desequilibrada entre um buraco negro com uma grave disparidade de massa e um buraco negro girando a uma velocidade incrível de cerca de 40% da velocidade da luz. Nestes casos, os cientistas acreditam que as características extremas dos buracos negros envolvidos nestas fusões são o resultado de colisões anteriores, fornecendo evidências de cadeias de fusão que poderiam explicar como alguns buracos negros crescem até milhares de milhões de vezes a massa do Sol.
“Este conjunto de dados fortalece nossa crença de que os buracos negros que colidiram no início da história do universo podem ter maior probabilidade de ter rotações maiores do que os buracos negros que colidiram mais tarde”, disse Salvatore Vitale, membro do LVK e cientista do MIT, em um comunicado.
O GWTC-4 também inclui duas novas fusões híbridas envolvendo buracos negros e estrelas de nêutrons.
“A mensagem deste catálogo é que estamos a expandir-nos para novas partes do que chamamos de ‘espaço de parâmetros’ e para tipos inteiramente novos de buracos negros”, disse Daniel Williams, membro do LVK, da Universidade de Glasgow, no Reino Unido, num comunicado. “Estamos realmente ultrapassando os limites e vendo objetos que são mais massivos, giram mais rápido e são astrofisicamente interessantes e incomuns.”
O catálogo também mostra a sensibilidade do detector LVK. Algumas fusões de estrelas de nêutrons ocorrem a 1 bilhão de anos-luz de distância, enquanto algumas fusões de buracos negros ocorrem a 10 bilhões de anos-luz de distância. As detecções permitem aos cientistas testar a teoria que primeiro previu a existência de buracos negros e ondas gravitacionais, a obra-prima de Einstein, A Teoria da Gravidade, relatividade geral.
“Os buracos negros são uma das previsões mais icônicas e intrigantes da relatividade geral. Eles agitam o espaço e o tempo com mais força do que quase qualquer outro processo que possamos imaginar”, disse Aaron Zimmerman, membro do LVK, da Universidade do Texas em Austin, em um comunicado. “Ao testar as nossas teorias físicas, é melhor olhar para os casos mais extremos que podemos ver, porque onde é provável que encontremos o maior colapso é onde o podemos ver, e é onde temos a melhor probabilidade de colapso.
“Até agora, a teoria passou em todos os nossos testes. Mas também aprendemos que temos de fazer previsões mais precisas para acompanhar todos os dados que o Universo nos está a fornecer.”
Os resultados do LVK aparecerão em breve numa edição especial do The Astrophysical Journal Letters.
