LIGO e Virgo detetam em conjunto sinais de ondas gravitacionais da colisão de dois buracos negros

Em agosto, detetores em dois continentes gravaram sinais de ondas gravitacionais com origem num par de buracos negros em colisão. A descoberta foi agora anunciada e é a primeira observação de ondas gravitacionais realizada por três detetores diferentes, marcando uma nova era no conhecimento e localização de eventos cósmicos através de observatórios de ondas gravitacionais numa rede global.

A colisão, evento que recebeu o nome GW170814, foi observada a 14 de agosto, às 10:30:43 (UTC – Tempo Universal Coordenado), usando os dois detetores LIGO da NSF, um localizado em Livingston, Louisiana, e o outro em Hanford, Washington, e o detector Virgo, financiado pelo CNRS e pelo INFN e localizado perto de Pisa, Itália. Este é o primeiro sinal de ondas gravitacionais confirmado registado pelo Virgo.

“Há pouco mais de ano e meio, a NSF anunciou que o LIGO havia feito a primeira deteção de ondas gravitacionais, que resultou da colisão de dois buracos negros numa galáxia a mil milhões de anos-luz de distância,” disse France Córdova, Diretora da NSF. “Hoje, estamos muito satisfeitos ao anunciar a primeira descoberta feita em parceria com o observatório de ondas gravitacionais Virgo, já que é a primeira vez que a mesma deteção de ondas gravitacionais é registada pelo Virgo e pela Colaboração Científica LIGO, observatórios localizados a milhares de quilómetros de distância. Este é um importante marco no crescente esforço científico internacional para desvendar os extraordinários mistérios do Universo.”

As ondas gravitacionais – ondulações no espaço e no tempo – foram emitidas durante os momentos finais da fusão de dois buracos negros, um com cerca de 31 massas solares e o outro com cerca de 25. O evento, localizado a aproximadamente 1,8 mil milhões de anos-luz, teve como resultado um buraco negro que gira e que tem cerca de 53 massas solares, o que significa que 3 massas solares foram convertidas em energia gravitacional durante a colisão.

“Este é apenas o início das observações em rede com Virgo e LIGO a trabalharem em conjunto,” disse o porta-voz da colaboração LIGO David Shoemaker, do MIT. “Na próxima época de observações, prevista para o outono de 2018, podemos esperar deteções semanais ou mesmo com mais frequência.”

O LIGO passou a detetor de ondas gravitacionais de segunda geração, o Advanced LIGO, que consiste em dois interferómetros idênticos. Iniciando as suas operações em setembro de 2015, o Advanced LIGO realizou duas sessões de observação. A segunda, O2, começou a 30 de novembro de 2016 e terminou a 25 de agosto de 2017.

O detetor Virgo, agora também de segunda geração, juntou-se à sessão O2 a 1 de agosto de 2017, às 10:00 UTC. A deteção em tempo real de 14 de agosto deu-se com dados dos três instrumentos.

“Foi fantástico ver um primeiro sinal de ondas gravitacionais no novo detetor Advanced Virgo apenas duas semanas após ter oficialmente começado a recolher dados,” disse Jo van den Brand, porta-voz da colaboração Virgo. “Foi uma grande recompensa depois de todo o trabalho realizado nos últimos seis anos no projeto Advanced Virgo para melhorar o instrumento.”

Quando um evento é registado por uma rede de três detetores, a área no céu que contém a fonte é medida com maior precisão. A região GW170814 ocupa no céu apenas 60 graus quadrados, sendo esta medida mais de 10 vezes inferior à obtida usando apenas os dados dos dois interferómetros LIGO.

“Sermos capazes de identificar uma região mais pequena é importante, porque muitas fusões de objetos compactos – por exemplo, as que envolvem estrelas de neutrões – devem produzir emissões eletromagnéticas de banda larga, além de ondas gravitacionais,” disse Laura Cadonati, porta-voz adjunta da Colaboração LIGO. “Esta informação tão precisa permitiu que 25 instalações parceiras realizassem observações de acompanhamento com base na deteção LIGO-Virgo, mas nenhuma contrapartida foi identificada – tal como se esperava para buracos negros.”

“Com esta primeira deteção conjunta pelos observatórios Advanced LIGO e Virgo, demos mais um passo em frente no universo das ondas gravitacionais,” disse David H. Reitze, da Caltech, diretor executivo do Laboratório LIGO. “O Virgo traz uma nova e poderosa capacidade de detetar e localizar melhor as fontes de ondas gravitacionais, que sem dúvida levará no futuro a resultados estimulantes.”

Um artigo sobre esta colisão foi aceite para publicação na revista Physical Review Letters.

Fonte da notícia: Phys.org