LIGO E VIRGO DETETAM MAIS OUTRA FUSÃO DE BURACOS NEGROS
17 de novembro de 2017
Os buracos negros descobertos pelo LIGO. O LIGO e o Virgo detetaram uma gama de buracos negros de massa estelar. Nos mais leves, encontramos fontes como este recém-anunciado GW170608, e também GW151226, que têm massas comparáveis aos buracos negros observados em binários de raios-X. As fontes GW150914, GW170104 e GW170814 apontam para uma população mais massiva que não tinha sido observada antes destas deteções de ondas gravitacionais. A figura também mostra LVT151012, um candidato do LIGO a evento que foi considerado demasiado fraco para ser confirmado, conclusivamente, como deteção.
Crédito: LIGO/Caltech/Sonoma State (Aurore Simonnet)
(clique na imagem para ver versão maior)
Os cientistas que procuram ondas gravitacionais confirmaram mais uma deteção da sua frutuosa observação. Denominada GW170608, a descoberta mais recente foi produzida pela fusão de dois buracos negros relativamente leves, 7 e 12 vezes a massa do Sol, a uma distância de aproximadamente mil milhões de anos-luz da Terra. A fusão deixou um buraco negro final com 18 vezes a massa do Sol, o que significa que durante a colisão o equivalente energético a cerca de uma massa solar foi emitido sob a forma de ondas gravitacionais.
Este evento, detetado pelos dois instrumentos LIGO do NSF às 02:01:16 UTC do dia 8 de junho de 2017, foi na realidade a segunda fusão de um buraco negro binário descoberta durante a segunda observação do LIGO desde que este foi atualizado durante o programa Advanced LIGO. Mas a sua divulgação foi adiada devido ao tempo necessário para compreender outras duas descobertas: uma observação com os três detetores LIGO-Virgo, de ondas gravitacionais, de outra fusão de um buraco negro binário (GW170814) no dia 14 de agosto, e a primeira deteção da fusão de uma estrela de neutrões binária (GW170817), na radiação eletromagnética e em ondas gravitacionais de dia 17 de agosto.
O artigo que descreve esta observação recém-confirmada, da autoria da Colaboração Científica LIGO e da Colaboração Virgo, foi submetida à The Astrophysical Journal Letters e está disponível online.
Uma deteção fortuita
O facto de os cientistas terem sido capazes de detetar GW170608 envolveu alguma sorte.
Um mês antes desta deteção, o LIGO fez uma pausa na sua segunda campanha de observação para abrir os sistemas de vácuo em ambos os complexos e assim realizar manutenção. Enquanto os investigadores do LIGO em Livingston, no estado norte-americano do Louisiana, completavam a sua manutenção e ficavam prontos para retomar as suas observações cerca de duas semanas depois, o LIGO em Hanford, no estado norte-americano de Washington, encontrou problemas adicionais que atrasaram o seu regresso à observação.
Na tarde de dia 7 de junho, o LIGO em Hanford finalmente conseguiu ficar online de forma confiável e os colaboradores estavam fazendo os preparativos finais para mais uma vez "ouvir" as ondas gravitacionais. Como parte dessas preparações, a equipa de Hanford estava fazendo ajustes de rotina para reduzir o nível de ruído nos dados das ondas gravitacionais provocadas pelo movimento angular dos espelhos principais. Para desenlear o quanto esse movimento angular afetava os dados, os cientistas sacudiram os espelhos muito ligeiramente em frequências específicas. Alguns minutos após esse procedimento, GW170608 passou através do interferómetro de Hanford, chegando ao de Louisiana cerca de 7 milissegundos depois.
O LIGO em Livingston relatou rapidamente a possível deteção, mas dado que o detetor em Hanford estava a sofrer manutenção, o seu sistema automático de deteção não estava ligado. Apesar do procedimento de manutenção ter afetado a capacidade do LIGO em Hanford para analisar automaticamente os dados recebidos, não impediu com que o LIGO em Hanford detetasse ondas gravitacionais. O procedimento afetou apenas uma estreita faixa de frequências, de modo que os investigadores do LIGO, depois de terem sabido da deteção no estado do Louisiana, ainda puderam procurar e encontrar as ondas nos dados depois de excluir essas frequências. Para esta deteção, o Virgo ainda estava numa fase de comissionamento; começou a captar dados no dia 1 de agosto.
Mais para aprender sobre buracos negros
GW170608 é o mais leve dos buracos negros binários que o LIGO e o Virgo já observaram - e também é um dos primeiros casos em que os buracos negros detetados através de ondas gravitacionais possuem massas parecidas com as dos buracos negros detetados indiretamente via radiação eletromagnética, como por exemplo em raios-X.
Esta descoberta permitirá que os astrónomos comparem as propriedades dos buracos negros recolhidas a partir das observações de ondas gravitacionais com aquelas dos buracos negros de massa semelhante anteriormente detetados com estudos de raios-X, e preenche um elo perdido entre as duas classes de observações de buracos negros.
Apesar do tamanho relativamente pequeno, os buracos negros de GW170608 vão contribuir muito para o crescente campo da "astronomia multimensageiro", onde os astrónomos de ondas gravitacionais e os astrónomos eletromagnéticos trabalham juntos para aprender mais sobre estes objetos exóticos e misteriosos.
O que aí vem
Os detetores LIGO e Virgo estão atualmente offline para atualizações adicionais a fim de melhorar a sua sensibilidade. Os cientistas esperam começar uma nova campanha de observações no outono de 2018, embora existam testes ocasionais durante os quais podem ocorrer deteções.
Os cientistas do LIGO e do Virgo continuam a estudar os dados da campanha de observação O2 já terminada, à procura de outros eventos possivelmente presentes nos dados recolhidos, e estão a preparar-se para a maior sensibilidade esperada da campanha de observação O3 do próximo ano.
