Em fevereiro de 2016, os cientistas do Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO) anunciaram a primeira detecção de ondas gravitacionais (GWs). Desde então, vários eventos foram detectados, fornecendo informações sobre um fenômeno cósmico previsto há mais de um século pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein.
Há pouco mais de um ano, o LIGO foi retirado do ar para que fossem feitas atualizações em seus instrumentos, o que permitiria que as detecções fossem realizadas "semanalmente ou com mais frequência". Depois de concluir as atualizações em 1º de abril, o observatório voltou a funcionar e funcionou conforme o esperado, detectando dois prováveis eventos de ondas gravitacionais no espaço de duas semanas.
O LIGO anunciou o primeiro dos dois novos eventos da GW em 8 de abril, seguido por um segundo anúncio em 12 de abril. Os sinais foram detectados graças à colaboração de três instalações entre o LIGO e o Observatório Virgo, na Itália, e acredita-se que ambos foram o resultado de um par de buracos negros se fundindo.
Graças às atualizações feitas para o LIGO e o Virgo, essa colaboração científica foi capaz de aumentar a sensibilidade de seus instrumentos em cerca de 40%. Em sua terceira corrida de observação (apelidada de O3), a comunidade astronômica também se beneficiou de um novo sistema de alerta público, onde a equipe do LIGO envia alertas no momento em que são feitas as detecções para que observatórios ao redor do mundo possam apontar seus telescópios para a fonte.
Observando a fonte em diferentes comprimentos de onda (óptico, raio X, ultravioleta, rádio etc.), os cientistas esperam aprender mais sobre o que causa eventos GW e sobre a dinâmica por trás deles. Para essas últimas detecções, uma equipe de cientistas da Penn State University - liderada por Chad Hanna, professor associado de física, astronomia e astrofísica - teve um papel vital.
Como explicou Cody Messick, um estudante de pós-graduação em física da Penn State e membro da equipe LIGO:
“A Penn State faz parte de uma pequena equipe de cientistas do LIGO que analisa os dados quase em tempo real. Estamos constantemente comparando os dados a centenas de milhares de diferentes ondas gravitacionais possíveis e carregamos candidatos significativos para um banco de dados o mais rápido possível. Embora existam várias equipes diferentes realizando análises semelhantes, a análise realizada pela equipe da Penn State enviou os candidatos que foram tornados públicos para ambas as detecções. ”
Nos últimos nove meses, Messick foi responsável por garantir que os candidatos GW recém-carregados contenham informações de todos os detectores em execução no momento da detecção. Isso ajuda os astrônomos a localizar sinais estreitando a área prevista do céu da qual o sinal é previsto.
Os alertas públicos do LIGO também incluem um mapa do céu que mostra a possível localização da fonte no céu, a hora do evento e que tipo de evento acredita-se que seja. O LIGO também disse que, no futuro, os anúncios dos eventos candidatos serão seguidos por informações mais detalhadas assim que tiverem a chance de examiná-los e estudá-los adequadamente.
Como Ryan Magee, um estudante de pós-graduação em física na Penn State e membro da equipe LIGO, colocou:
“Essas são detecções quase em tempo real de ondas gravitacionais produzidas por dois prováveis buracos negros colidindo. Detectamos o primeiro sinal em cerca de 20 segundos após sua chegada à Terra. Podemos configurar alertas automáticos para receber chamadas e textos quando um candidato significativo for identificado. Eu pensei que estava recebendo um telefonema de spam no começo!
Até agora, os astrônomos deduziram que eventos GW podem ser o resultado de fusões binárias de buracos negros, uma fusão entre um buraco negro e uma estrela de nêutrons ou uma fusão binária de estrelas de nêutrons. Cada um desses eventos produz ondas gravitacionais com sinais muito diferentes, o que permite aos astrônomos determinar a causa.
Nesse caso, acredita-se que os eventos sejam o resultado de fusões binárias de buracos negros, que serão testadas com observações de acompanhamento nas próximas semanas e meses. Surabhi Sachdev, bolsista de pesquisa de pós-doutorado da Eberly em física na Penn State e membro da equipe do LIGO, explicou a importância desses últimos eventos:
“Esta é a primeira observação do LIGO que foi tornada pública imediatamente de forma automatizada. Esta é a nova política do LIGO, começando com essa execução de observação. Os eventos são divulgados instantaneamente automaticamente. Após o exame humano, uma confirmação ou retração é emitida em poucas horas. ”
Com o aumento da sensibilidade de seus detectores, a equipe do LIGO espera não apenas fazer mais detecções, mas também detectar uma variedade maior de sinais. Até agora, foram detectados eventos resultantes de fusões entre dois buracos negros ou estrelas de nêutrons. Espera-se que, em um futuro próximo, a equipe possa detectar um sinal produzido pela fusão de um buraco negro e uma estrela de nêutrons.
Qualquer que seja a forma dos próximos eventos, você pode esperar que ouviremos sobre isso! O público pode acompanhar os alertas públicos em https://gracedb.ligo.org/latest/, ou você pode fazer o download do aplicativo de alerta no Gravitational Wave Events iPhone App.
