LIGO disponibiliza primeiros alertas públicos de ondas gravitacionais

Nas primeiras semanas após a atualização dos seus detetores, os observatórios LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) e Virgo (em Itália) detetaram duas prováveis novas ondas gravitacionais – ondulações no tecido do espaço-tempo provocadas por eventos cósmicos cataclísmicos e previstas por Albert Einstein há mais de 100 anos. Acredita-se que ambas as ondas tenham como fonte a fusão de dois buracos negros.

O LIGO anunciou a descoberta da primeira das novas ondas gravitacionais a 8 de abril, no seu primeiro alerta público, e seguiu-se um segundo anúncio a 12 de abril. Recordamos que o LIGO detetou a primeira onda gravitacional em setembro de 2015, anunciando a descoberta em fevereiro de 2016. Nos três anos seguintes, foram detetadas mais dez ondas gravitacionais, mas com as atualizações realizadas no LIGO e no Virgo, os cientistas esperavam observar até uma por semana, o que até agora se provou verdadeiro.

As atualizações no LIGO e no Virgo foram combinadas de modo a aumentar a sensibilidade dos observatórios em cerca de 40%. Além disso, com esta terceira série de observações, o LIGO e o Virgo evoluíram para um sistema através do qual conseguem alertar quase imediatamente a comunidade astronómica sobre a potencial deteção de ondas gravitacionais. Isto permite que os telescópios eletromagnéticos (de raios-X, UV, ópticos e de rádio) procurem um sinal da mesma fonte, o que poderá ser fundamental para compreender a dinâmica do evento.

A equipa de cientistas do LIGO da Penn State, liderada por Chad Hanna, professor associado de Física e Astronomia e Astrofísica, desempenhou um papel fundamental.

“A Penn State representa uma pequena equipa de cientistas do LIGO que analisa os dados quase em tempo real,” disse Cody Messick, estudante de pós-graduação em Física da Penn State e membro da equipa LIGO. “Estamos constantemente a comparar os dados com centenas de milhares de diferentes ondas gravitacionais possíveis e enviamos de imediato os candidatos significativos para uma base de dados. Embora existam várias equipas a realizar análises semelhantes, a análise conduzida pela equipa da Penn State enviou os candidatos que foram tornados públicos para ambas as deteções.”

Messick passou os últimos nove meses a trabalhar para garantir que os candidatos a ondas gravitacionais enviados contêm informações de todos os detetores em funcionamento no momento de uma deteção, mesmo que o sinal seja extremamente débil em algum deles. Este processo ajuda a localizar os sinais e também a reduzir numa ordem de grandeza a área prevista no céu para a origem do sinal. Todos os alertas públicos do LIGO vão incluir um mapa celeste que mostra a possível localização da fonte no céu, bem como a hora do evento e o tipo de evento que se pensa estar em causa.

“Estas são deteções quase em tempo real de ondas gravitacionais produzidas por dois prováveis buracos negros em colisão”, disse Ryan Magee, estudante de pós-graduação em Física na Penn State e membro da equipa LIGO. “Detetamos o primeiro sinal cerca de 20 segundos após a sua chegada à Terra. Podemos configurar alertas automáticos para recebermos mensagens quando um candidato significativo é identificado. Eu inicialmente pensei que estava a receber uma mensagem de spam!”

Acredita-se que as fontes de ambas as ondas gravitacionais sejam fusões binárias compactas – a colisão entre dois objetos cósmicos incrivelmente densos. As fusões binárias compactas podem ocorrer entre duas estrelas de neutrões, dois buracos negros ou uma estrela de neutrões e um buraco negro. Cada um destes diferentes tipos de fusão cria ondas gravitacionais com sinais diferentes, o que permite à equipa identificar o tipo de evento que criou as ondas gravitacionais.

“Com as atualizações realizadas no LIGO, espero observar mais sinais,” disse Magee. “Gostaria mesmo de observar o de uma fusão entre uma estrela de neutrões e um buraco negro, que ainda não foi observada”.

O LIGO consiste em dois detetores a aproximadamente 3000 quilómetros de distância, um em Livingston, Louisiana, e o outro em Hanford, Washington. O sinal das duas ondas gravitacionais foi detetado em ambos os observatórios, bem como no observatório Virgo, em Itália, e imediatamente tornado público.

“Esta é a primeira observação do LIGO que foi imediatamente divulgada de forma automática”, disse Surabhi Sachdev, investigadora Eberly de pós-doutoramento em Física na Penn State e membro da equipa LIGO. “Esta é a nova política do LIGO que começa com esta série de observações. Os eventos são imediatamente tornados públicos de forma automática. Após verificação humana, é emitida uma confirmação ou desmentido numa questão de horas.”

A equipa do LIGO na Penn State responsável por estas descobertas inclui também Bangalore Sathyaprakash, Patrick Godwin, Alex Pace, Ssohrab Borhanian, Anuradha Gupta, Becca Ewing, Divya Singh e Rachael Huxford.

Fonte da notícia: Phys.org