Observatório faz terceira detecção de ondas gravitacionais

Cientistas anunciaram nesta quinta-feira ter detectado, pela terceira vez, as ondas gravitacionais. O fenômeno, previsto por Albert Einstein (1879-1955) há cem anos, foi captado pelo Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO, na sigla em inglês) e, segundo os cientistas, é o resultado da colisão de dois buracos negros, localizados há cerca de 3 bilhões de anos-luz de distância (cada ano-luz equivale a 9,46 trilhões de quilômetros) – é a detecção mais distante já feita do evento. De acordo com os especialistas, a nova detecção, confirmada por mais de 1.000 pesquisadores ao redor do mundo, traz pistas que ajudam a compreender a natureza dos buracos negros e, possivelmente, da matéria escura, inaugurando uma nova forma de fazer astronomia.

“Com a terceira detecção confirmada das ondas gravitacionais resultantes da colisão de dois buracos negros, o LIGO está se estabelecendo como um observatório poderoso para revelar o lado negro do universo”, afirmou o pesquisador David Reitze, membro do LIGO. “O observatório foi criado para observar esse tipo de evento e esperamos, em breve, conseguir ‘ver’ outros tipos de fenômenos astronômicos, como colisões violentas de estrelas de nêutrons.”

Detecção de ondas gravitacionais

Em 1915, em sua Teoria da Relatividade Geral, Einstein previu que os objetos que se movimentam no universo produzem ondulações no espaço-tempo – aquilo que os físicos descrevem metaforicamente como o tecido do cosmo, o ambiente dinâmico onde todos os acontecimentos transcorrem –, e que estas se propagam pelo espaço. As ondas gravitacionais seriam essas minúsculas distorções no campo gravitacional do universo que transportam energia, uma espécie de “eco” dos eventos cósmicos.

A primeira detecção dessas ondas, que confirmou a teoria do físico, foi anunciada em fevereiro de 2016. Os sinais foram registrados por dois detectores do LIGO em 14 de setembro de 2015, um localizado em Livingston (Louisiana) e outro em Hanford (Washington), nos Estados Unidos. Os detectores, com braços de cerca de quatro quilômetros de extensão, foram feitos para captar oscilações muito mais sutis que a luz – eles poderiam registrar distorções viajando no espaço se tivessem o tamanho de um milésimo do diâmetro de um núcleo atômico. Esses instrumentos altamente sensíveis registraram a interação entre dois buracos negros, um com 29 vezes a massa do Sol e o outro com 36 vezes a massa solar. Após girar velozmente um ao redor do outro, eles acabaram colidindo, dando origem a um único buraco negro com 62 massas solares (em um evento chamado pelos físicos de “coalescência”). Toda essa movimentação, que aconteceu a 1,3 bilhão de anos-luz de distância, liberou ondas gravitacionais com energia suficiente para ser captada pelo LIGO. Na época, o tamanho dos buracos negros surpreendeu os cientistas, que não esperavam que eles fossem tão massivos, ultrapassando as vinte massas solares.

Em junho de 2016, os pesquisadores anunciaram uma segunda detecção, confirmando que o primeiro registro das ondas “não foi por acaso”. Os registros resultaram da colisão de buracos negros menores, com 14 e 8 vezes massas solares, que resultaram em um buraco negro com 21 vezes a massa do Sol — dimensões que estão de acordo com o que seria esperado pela maior parte das teorias.

A terceira detecção anunciada nesta quinta-feira é o resultado da interação entre dois buracos negros novamente gigantescos, um com 19 vezes a massa do Sol e o outro com 32 vezes a massa solar. A colisão, que liberou ondas gravitacionais com energia equivalente a duas vezes a massa do Sol, deu origem a um único buraco negro com 49 vezes a massa solar. O buraco negro resultante tem dimensões que estão entre as encontradas na primeira e segunda detecções, preenchendo a lacuna que faltava — além de confirmar a existência de buracos negros imensos no universo.

Os instrumentos desenvolvidos pelo LIGO são tão precisos que os astrofísicos conseguiram captar detalhes dos buracos negros que sofreram a coalescência: antes da colisão, os buracos negros caberiam dentro de esferas com 115 quilômetros e 190 quilômetros de diâmetro. A união de ambos resultou em um buraco negro que ocuparia uma esfera de 280 quilômetros de diâmetro.

Segundo os cientistas, para se ter uma ideia do que significam esses números, basta pensar que o Sol tem 1,4 milhão de quilômetros de diâmetro: o buraco negro formado pela coalescência teria 49 vezes a massa do Sol, contida em uma esfera com menos de 300 quilômetros de diâmetro.

“Temos uma confirmação adicional da existência de buracos negros que têm mais do que 20 massas solares – objetos que não sabíamos que existiam antes que o LIGO os detectasse”, afirmou David Shoemaker, professor do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e líder das pesquisas do LIGO . “É notável que os seres humanos consigam criar uma história, formular uma teoria, e testá-la, para eventos tão estranhos e extremos, que aconteceram há bilhões de anos e que estão a bilhões de anos-luz de nós.”

Os cientistas esperam que as ondas gravitacionais, que “testemunham” esses fenômenos catastróficos que compõem o universo, tragam novos dados que ajudem a descobrir por que e como acontecem.

Confira o vídeo feito pelo LIGO com a simulação que descreve a colisão entre os buracos negros e as ondas gravitacionais emitidas pelo evento: