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As oscilações nas estrelas de neutrões binárias, antes de se fundirem, podem ter grandes implicações para as informações que os cientistas recolhem a partir da deteção de ondas gravitacionais.
Investigadores da Universidade de Birmingham demonstraram a forma como estas vibrações únicas, provocadas pelas interações entre os campos de maré das duas estrelas à medida que se aproximam, afetam as observações das ondas gravitacionais. O estudo foi publicado na revista Physical Review Letters.
A tomada em consideração destes movimentos poderá fazer uma enorme diferença na nossa compreensão dos dados obtidos pelos instrumentos Advanced LIGO e Virgo, construídos para detetar ondas gravitacionais – ondulações no espaço-tempo – produzidas pela fusão de buracos negros e estrelas de neutrões.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/Laboratório CI
Os investigadores pretendem ter um novo modelo pronto para a próxima campanha de observação do Advanced Ligo e modelos ainda mais avançados para a próxima geração de instrumentos do Advanced Ligo, chamada A+, que deverão começar a sua primeira campanha de observação em 2025.
Desde que as primeiras ondas gravitacionais foram detetadas pela Colaboração Científica LIGO e pela Colaboração Virgo em 2016, os cientistas têm-se concentrado em fazer avançar a sua compreensão das colisões massivas que produzem estes sinais, incluindo a física de uma estrela de neutrões a densidades supra nucleares.
O Dr. Geraint Pratten, do Instituto de Astronomia de Ondas Gravitacionais da Universidade de Birmingham, é o autor principal do artigo. Ele disse: “Os cientistas conseguem agora obter muitas informações cruciais sobre as estrelas de neutrões a partir das últimas deteções de ondas gravitacionais. Detalhes como a relação entre a massa da estrela e o seu raio, por exemplo, fornecem uma visão crucial da física fundamental por detrás das estrelas de neutrões. Se negligenciarmos estes efeitos adicionais, a nossa compreensão da estrutura das estrelas de neutrões como um todo pode tornar-se profundamente enviesada”.
A Dra. Patricia Schmidt, coautor do artigo e professora associada no mesmo instituto, acrescentou: “Estes aperfeiçoamentos são realmente importantes. Dentro de estrelas de neutrões individuais podemos começar a compreender o que se passa no interior do núcleo da estrela, onde a matéria existe a temperaturas e densidades que não podemos replicar em experiências laboratoriais. A este ponto, podemos começar a ver átomos a interagir uns com os outros de formas que ainda não vimos – o que pode exigir novas leis da física”.
Os aperfeiçoamentos concebidos pela equipa representam a última contribuição da Universidade de Birmingham para o programa Advanced LIGO. Os investigadores têm estado profundamente envolvidos na conceção e desenvolvimento dos detetores desde as primeiras fases do programa. Olhando para o futuro, a estudante de doutoramento Natalie Williams já está a progredir no trabalho de cálculos para refinar e calibrar ainda mais os novos modelos.
// Universidade de Birmingham (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Physical Review Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)
Saiba mais:
Estrelas de neutrões:
Wikipedia
Universidade de Maryland
Ondas gravitacionais:
GraceDB (Gravitational Wave Candidate Event Database)
Wikipedia
Astronomia de ondas gravitacionais – Wikipedia
Ondas gravitacionais: como distorcem o espaço – Universe Today
Detetores: como funcionam – Universe Today
As fontes de ondas gravitacionais – Universe Today
O que é uma onda gravitacional (YouTube)
