CIÊNCIA VIVA – Ondas gravitacionais: um novo canal de acesso ao Universo

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11 de fevereiro de 2016 foi anunciada, pela colaboração LIGO (Laser
Interferometer Gravitational Wave Observatory), a primeira deteção de ondas
gravitacionais. Confirmou-se uma previsão feita em 1916 por Albert Einstein:
que a interação gravítica se propaga como vibrações ondulatórias no
comportamento do próprio espaço-tempo.

Estas
ondas são geradas em quantidade significativa, por exemplo, pela dinâmica de
objetos muito massivos e compactos, como buracos negros ou estrelas de
neutrões. Sistemas binários deste tipo de corpos compactos são um dos
principais alvos do LIGO. E as ondas gravitacionais são uma maneira de obter
informação sobre o Universo completamente independente das ondas
electromagnéticas. Por isso, metaforicamente, descreve-se a abertura deste novo
canal para compreender a realidade como “começar a ouvir o Universo”. Antes
“víamos”. Agora também “ouvimos”.

O
evento anunciado em Fevereiro de 2016 tem a designação de GW150914 (significa
que foi detetado em 14 de Setembro de 2015) e foi interpretado como originado
pela colisão de dois buracos negros, com massas de 30 e 35 massas solares. Três
outros eventos semelhantes (GW151226, GW170104 e GW170814), todos eles
resultando da aproximação e colisão de dois buracos negros, foram entretanto
tornados públicos pelo LIGO, o último dos quais em colaboração com o
observatório Europeu Virgo,
em Itália. A entrada do interferómetro Europeu no consórcio permite uma
informação mais detalhada sobre uma importante característica das ondas
gravitacionais, a sua polarização,
bem como uma localização no céu significativamente mais precisa da fonte das
ondas gravitacionais, utilizando a familiar técnica de triangulação.

Estes eventos convenceram o comité
Nobel a atribuir o prémio Nobel de Física de 2017 a Kip S. Thorne, Rainer
Weiss a Barry C. Barish, pelas suas “contribuições decisivas” para o detetor
Laser Interferometer Gravitational wave Observatory (LIGO) e a “observação das
ondas gravitacionais”.

Os
detetores LIGO-Virgo foram desligados para mais uma melhoria técnica que irá
aumentar a sua sensibilidade no final de Agosto de 2017. Mas isso não aconteceu
sem que antes nos tivessem presenteado com um quinto evento, qualitativamente
novo e verdadeiramente espectacular.

Este
evento, anunciado no dia 16 de Outubro
de 2017
, teve como fonte a aproximação e colisão de duas estrelas de
neutrões. Ao contrário dos buracos negros, que são, na prática, constituídos
somente de tecido de espaço-tempo altamente deformado, as estrelas de neutrões
são feitas de matéria (neutrões) e quando colidem, para além de uma forte onda
gravitacional, geram uma explosão visível no espectro electromagnético. E foi
precisamente isso que foi visto por dois satélites de raios gama (Fermi e
INTEGRAL) que menos de dois segundos após o sinal (em ondas gravitacionais) da
colisão, chamado “chirp”, viram uma explosão de raios gama numa região do céu
compatível com a localização apontada pelo LIGO-Virgo. Seguiu-se uma busca sem
precedentes por dezenas de telescópios terrestres e outros satélites. No mesmo
dia, foi encontrada um novo ponto brilhante (visível no óptico) na galáxia NGC 4993, a cerca de 130
milhões de anos luz. Pela primeira vez, a fonte das ondas gravitacionais tinha
sido identificada com precisão. Pela primeira vez o evento que as originou foi
não só “ouvido” mas também “visto”. Foi a primeira vez de uma incrível nova era
na astronomia.
Carlos A. R. Herdeiro (Departamento de Física da Universidade de Aveiro)

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