Primeira Tripla Detecção de Ondas Gravitacionais pelo LIGO e Virgo

Infografia relativa à detecção do GW170814, a quarta detecção de ondas gravitacionais e a primeira em conjunto pelo LIGO e Virgo. Crédito: LIGO/Virgo.

Numa conferência de imprensa que terminou há momentos o consórcio formado pelo LIGO (nos EUA) e Virgo (na Europa) anunciou a primeira detecção de ondas gravitacionais pelos três observatórios. A observação do evento realizada de forma independente pelo Virgo reforça a confiança nas primeiras detecções anunciadas pelo LIGO. É um bom auspício para a astronomia de ondas gravitacionais. De facto, nos próximos anos espera-se a entrada em funcionamento de mais dois observatórios, no Japão e na India, que com o LIGO e o Virgo funcionarão como um único instrumento à escala planetária.

O GW170814 detectado pelos 3 observatórios de ondas gravitacionais do LIGO e Virgo. Crédito: LIGO/Virgo.

O evento descrito na conferência de imprensa, entretanto designado por GW170814, apresentava um sinal característico da colisão de dois buracos negros num sistema binário e foi detectado no passado dia 14 de Agosto quando eram 11h30m em Portugal Continental. A análise do sinal sugere que os buracos negros tinham 31 e 25 massas solares e que o evento ocorreu a uma distância de 1.8 mil milhões de anos-luz. O buraco negro resultante tem 53 massas solares, o que significa que a colisão emitiu o equivalente a 3 (=(31+25)–53) massas solares sob a forma de ondas gravitacionais!

As massas dos buracos negros detectados pelo LIGO e Virgo (azul) comparados com as massas dos buracos negros conhecidos na nossa galáxia e vizinhas (roxo). O LIGO, e agora também o Virgo, tem vindo a detectar buracos negros com massas claramente acima da média dos conhecidos por outros meios de observação. A origem desta população de buracos negros muito maciços é objecto de intensa investigação. Crédito: LIGO/Virgo.

A detecção quase simultânea do sinal pelos três observatórios permitiu identificar o ponto de origem das ondas gravitacionais na esfera celeste com uma precisão 20 vezes superior ao que era possível com o LIGO apenas. A localização desta região no céu foi comunicada a várias equipas de cientistas que utilizaram vários telescópios convencionais (de ondas electromagnéticas) para tentar identificar um brilho fugaz pós-colisão. A teoria sugere que, a menos que exista gás numa vizinhança imediata, a colisão de buracos negros não deve emitir radiação electromagnética. Mas as teorias têm de ser submetidas ao duro teste das observações. A actividade frenética de cientistas e de telescópios foi notada e deu origem, já no fim de Agosto, a rumores de que o consórcio teria detectado algo de diferente: as ondas gravitacionais provenientes da colisão de duas estrelas de neutrões. Como se pode ver, não foi o caso, ainda.

A detecção do sinal pelos 3 observatórios permite determinar com 20 vezes mais precisão a localização do ponto de origem das ondas gravitacionais na esfera celeste, possibilitando o seguimento do evento com telescópios em diferentes regiões do espectro electromagnético. Crédito: LIGO/Virgo.

As observações do GW170814 pelo LIGO e Virgo permitiram ainda medir a polarização das ondas gravitacionais, ou seja, a forma como o espaço-tempo é deformado nas diferentes dimensões quando é por elas atravessado. Este é um ponto em que algumas das várias teorias de gravitação propostas, em que se inclui a Relatividade Geral de Albert Einstein, divergem nas suas previsões. A observação dos padrões de polarização constitui assim uma excelente oportunidade para descartar teorias com previsões inconsistentes com as observações. A análise, ainda muito preliminar, dos sinais observados para o GW170814 mostra que a Relatividade Geral é a teoria que passa o teste com melhor nota.

Referências: Detecção do GW170814.

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