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LIGO E VIRGO ANUNCIAM QUATRO NOVAS DETEÇÕES
7 de dezembro de 2018

 


O LIGO e o Virgo detetaram uma nova população de buracos negros com massas maiores do que as já observadas apenas com estudos em raios-X (roxo). Este gráfico mostra as massas de todas 10 fusões de buracos negros binários já detetadas confiavelmente pelo LIGO/Virgo (azul). Também mostra estrelas de neutrões com massas conhecidas (amarelo) e a massas dos componentes da fusão de estrelas de neutrões GW170817 (laranja).
Crédito: LIGO/Virgo/Universidade Northwestern/Frank Elavsky
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No passado sábado, dia 1 de dezembro, os cientistas que participaram no workshop de Física e Astronomia de Ondas Gravitacionais em College Park, no estado norte-americano de Maryland, apresentaram novos resultados dos detetores de ondas gravitacionais LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) da NSF (National Science Foundation) e do europeu Virgo, no que toca às suas pesquisas por objetos cósmicos coalescentes, como pares de buracos negros e pares de estrelas de neutrões. As colaborações LIGO e Virgo detetaram confiavelmente ondas gravitacionais de um total de 10 fusões binárias de buracos negros de massa estelar e uma fusão de estrelas de neutrões, que são os remanescentes esféricos e densos de explosões estelares. Seis dos eventos de fusão de buracos negros já tinham sido divulgados, sendo que quatro são novos.

Entre 12 de setembro de 2015 e 19 de janeiro de 2016, durante a primeira campanha de observação do LIGO desde que sofreu atualizações num programa de nome Advanced LIGO, foram detetadas ondas gravitacionais de 3 fusões de buracos negros binários. A segunda campanha de observação, que durou de 30 de novembro de 2016 a 25 de agosto de 2017, resultou numa fusão de estrelas de neutrões binárias e sete novas fusões binárias de buracos negros, incluindo quatro novos eventos de ondas gravitacionais agora divulgados. Os novos eventos são conhecidos como GW170729, GW170809, GW170818 e GW170823, em referência às datas em que foram detetados.

Todos os eventos estão incluídos num novo catálogo, também lançado no sábado, com alguns dos eventos quebrando recordes. Por exemplo, o novo evento GW170729, detetado na segunda campanha de observação no dia 29 de julho de 2017, é a mais massiva e distante fonte de ondas gravitacionais já observada. Nesta coalescência, que ocorreu há mais ou menos 5 mil milhões de anos, uma energia equivalente a quase cinco massas solares foi convertida em radiação gravitacional.

GW170814 foi a primeira fusão binária de buracos negros medida pela rede de três detetores e permitiu os primeiros testes de polarização de ondas gravitacionais (análoga à polarização da luz).

O evento GW170817, detetado três dias após GW170814, representa a primeira vez que foram observadas ondas gravitacionais a partir da fusão de um sistema composto por duas estrelas de neutrões. Além do mais, esta colisão foi vista tanto em ondas gravitacionais como no espectro eletromagnético, marcando um excitante novo capítulo na astronomia multimensageira, em que os objetos cósmicos são observados simultaneamente em diferentes tipos de radiação.

Um dos novos eventos, GW170818, que foi detetado pela rede global formada pelos observatórios LIGO e Virgo, foi localizado no céu com muita precisão. A posição dos buracos negros binários, localizados a 2,5 mil milhões de anos-luz da Terra, foi identificada no céu com uma precisão de 39 graus quadrados. Isto torna-o na mais bem localizada fonte de ondas gravitacionais após a fusão das estrelas de neutrões do evento GW170817.

Albert Lazzarini do Caltech e vice-diretor do Laboratório LIGO, diz: "a divulgação de mais quatro fusões binárias de buracos negros diz-nos mais sobre a natureza da população destes sistemas binários e restringe melhor a taxa de ocorrência para estes tipos de eventos."

"Em apenas um ano, o LIGO e o Virgo, trabalhando juntos, têm avançado dramaticamente a ciência das ondas gravitacionais e a taxa de descoberta sugere que os achados mais espetaculares ainda estão por vir," comenta Denise Caldwell, diretora da Divisão de Física da NSF. "Os feitos do LIGO da NSF e dos seus parceiros internacionais são uma fonte de orgulho para a agência e esperamos avanços ainda significativos quando a sensibilidade do LIGO ficar maior no próximo ano."

"A próxima campanha de observações, que terá início na primavera de 2019, deverá render muitos mais candidatos a ondas gravitacionais e a ciência que a comunidade pode realizar vai crescer de acordo," comenta David Shoemaker, porta-voz da Colaboração Científico do LIGO e investigador sénior do Instituto Kavli para Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT. "É um momento incrivelmente emocionante."

"É gratificante ver as novas capacidades que se tornam disponíveis através da adição do Advanced Virgo à rede global," comenta Jo van den Brand de Nikhef (Instituto Nacional Holandês de Física Subatómica) e da Universidade VU de Amesterdão, porta-voz da colaboração Virgo. "A nossa precisão altamente melhorada vai permitir que os astrónomos encontrem rapidamente outros mensageiros cósmicos emitidos pelas fontes de ondas gravitacionais." Esta capacidade de apontamento da rede LIGO-Virgo é possível graças à exploração dos atrasos de tempo da chegada do sinal nos diferentes locais e dos chamados padrões de antena dos interferómetros.

"O novo catálogo é mais uma prova da exemplar colaboração internacional da comunidade de ondas gravitacionais e um trunfo para as próximas campanhas de observação e atualizações," acrescenta Stavros Katsanevas, diretor do EGO.

Os artigos científicos que descrevem estas novas descobertas, colocados inicialmente no repositório arXiv de pré-publicações eletrónicas, apresentam informações detalhadas na forma de um catálogo de todas as deteções de ondas gravitacionais e eventos candidatos das duas campanhas de observação, bem como descrevem as características da população de fusões de buracos negros. Mais notavelmente, descobriram que quase todos os buracos negros formados a partir de estrelas têm uma massa inferior a 45 vezes a do Sol. Graças ao processamento mais avançado de dados e a uma melhor calibração dos instrumentos, a precisão dos parâmetros astrofísicos dos eventos anunciados anteriormente aumentou consideravelmente.

Laura Cadonati, vice-porta-voz da Colaboração Científica LIGO, diz: "Estas novas descobertas só foram possíveis graças ao trabalho incansável e cuidadosamente coordenado dos comissários dos detetores em todos os três observatórios e aos cientistas em todo o mundo responsáveis pela qualidade e limpeza dos dados, que procuram sinais ocultos, e à estimativa dos parâmetros para cada candidato - cada uma especialidade científica que requer enorme conhecimento e experiência."

 


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Imagem de uma visualização dos buracos negros em fusão que o LIGO e o Virgo observaram até à data. O vídeo mostra cálculos dos horizontes dos buracos negros e das ondas gravitacionais emitidas durante as órbitas finais dos buracos negros à medida que espiralam na direção um do outro e se fundem. Cada cálculo é consistente com uma das observações no catálogo LIGO-Virgo. À medida que os horizontes dos buracos negros espiralam e se fundem, as ondas gravitacionais emitidas tornam-se mais "barulhentas" (maior amplitude) e mais agudas (frequências mais altas).
Crédito: Teresita Ramirez/Geoffrey Lovelace/Colaboração SXS/Colaboração LIGO-Virgo
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Detetores: como funcionam - Universe Today
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Buraco negro:
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Estrelas de neutrões:
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