{"id":3001,"date":"2020-04-24T06:35:34","date_gmt":"2020-04-24T06:35:34","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=3001"},"modified":"2020-04-24T06:35:43","modified_gmt":"2020-04-24T06:35:43","slug":"um-sinal-como-nenhum-antes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2020\/04\/24\/um-sinal-como-nenhum-antes\/","title":{"rendered":"Um sinal como nenhum antes"},"content":{"rendered":"\n
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Fus\u00e3o de um buraco negro bin\u00e1rio onde os dois objetos t\u00eam massas muito diferentes – 8 e 30 vezes a massa do Sol.
Cr\u00e9dito: N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Instituto Max Planck para F\u00edsica Gravitacional), projeto SXS (Simulating eXtreme Spacetimes)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

As expetativas da comunidade de pesquisa de ondas gravitacionais foram cumpridas: as descobertas de ondas gravitacionais s\u00e3o agora parte do seu trabalho di\u00e1rio, pois identificaram na \u00faltima campanha de observa\u00e7\u00e3o, O3, novos candidatos a ondas gravitacionais cerca de uma vez por semana. Mas agora os investigadores publicaram um sinal not\u00e1vel, diferente de todos os observados anteriormente: GW190412 \u00e9 a primeira observa\u00e7\u00e3o da fus\u00e3o de um buraco negro bin\u00e1rio onde os dois objetos t\u00eam massas muito diferentes, de 8 e 30 vezes a massa do Sol. Isto n\u00e3o s\u00f3 permitiu medi\u00e7\u00f5es mais precisas das propriedades astrof\u00edsicas do sistema, como tamb\u00e9m permitiu que os cientistas do LIGO\/Virgo verificassem uma previs\u00e3o at\u00e9 agora n\u00e3o testada da teoria da relatividade geral de Einstein.<\/p>\n\n\n\n

“Pela primeira vez ‘ouvimos’ em GW190412 o zumbido inconfund\u00edvel de ondas gravitacionais de uma harmonia mais alta, semelhante a sons de instrumentos musicais,” explica Frank Ohme, l\u00edder do Grupo de investiga\u00e7\u00e3o “Observa\u00e7\u00f5es de Fus\u00f5es Bin\u00e1rias e Relatividade Num\u00e9rica” do Instituto Max Planck para F\u00edsica Gravitacional (Instituto Albert Einstein) em Hannover. “Em sistemas com massas desiguais como GW190412 – a nossa primeira observa\u00e7\u00e3o deste tipo – estes tons no sinal das ondas gravitacionais s\u00e3o muito mais altos do que nos das nossas observa\u00e7\u00f5es normais. \u00c9 por isso que n\u00e3o os consegu\u00edamos ouvir antes, mas com GW190412, finalmente podemos.” Esta observa\u00e7\u00e3o confirma mais uma vez a teoria da relatividade geral de Einstein, que prev\u00ea a exist\u00eancia destes tons mais agudos, ou seja, ondas gravitacionais com duas ou tr\u00eas vezes a frequ\u00eancia fundamental observada at\u00e9 agora.<\/p>\n\n\n\n

“Os buracos negros no cora\u00e7\u00e3o de GW190412 t\u00eam 8 e 30 vezes a massa do nosso Sol, respetivamente. Este \u00e9 o primeiro buraco negro bin\u00e1rio que observ\u00e1mos cuja diferen\u00e7a de massa entre os dois objetos \u00e9 t\u00e3o grande!” diz Roberto Cotesta, estudante de doutoramento na divis\u00e3o “Relatividade Astrof\u00edsica e Cosmol\u00f3gica” do Instituto Albert Einstein (IAE) em Potsdam, Alemanha. “Esta grande diferen\u00e7a de massas significa que podemos medir com mais precis\u00e3o v\u00e1rias propriedades do sistema: a sua dist\u00e2ncia at\u00e9 n\u00f3s, o \u00e2ngulo de observa\u00e7\u00e3o e a rapidez com que o buraco negro mais pesado gira sobre si pr\u00f3prio.”<\/p>\n\n\n\n

Um sinal como nenhum antes<\/strong><\/p>\n\n\n\n

GW190412 foi observado pelo detetor LIGO e pelo detetor Virgo no dia 12 de abril de 2019, no in\u00edcio da terceira campanha de observa\u00e7\u00e3o (O3) dos instrumentos. As an\u00e1lises revelam que a fus\u00e3o ocorreu a uma dist\u00e2ncia de 1,9 a 2,9 mil milh\u00f5es de anos-luz da Terra. O novo sistema de massa desigual \u00e9 uma descoberta \u00fanica, pois todos os bin\u00e1rios observados anteriormente pelos detetores LIGO e Virgo tinham massas aproximadamente iguais.<\/p>\n\n\n\n

As massas desiguais est\u00e3o “imprimidas” no sinal observado da onda gravitacional, que por sua vez permite que os cientistas me\u00e7am com mais precis\u00e3o certas propriedades astrof\u00edsicas do sistema. A presen\u00e7a de uma harmonia mais aguda torna poss\u00edvel quebrar uma ambiguidade entre a dist\u00e2ncia do sistema e o \u00e2ngulo a que observamos o seu plano orbital; portanto, estas propriedades podem ser medidas com maior precis\u00e3o do que em sistemas de massas id\u00eanticas sem harmonias mais agudas.<\/p>\n\n\n\n

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Simula\u00e7\u00e3o num\u00e9rica da fus\u00e3o de um buraco negro bin\u00e1rio com massas assim\u00e9tricas e precess\u00e3o orbital (GW190412).
Cr\u00e9dito: Cr\u00e9dito: N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Instituto Max Planck para F\u00edsica Gravitacional), projeto SXS (Simulating eXtreme Spacetimes) <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

“Durante as campanhas O1 e O2, observ\u00e1mos a ponta do iceberg da popula\u00e7\u00e3o bin\u00e1ria composta por buracos negros de massa estelar,” diz Alessandra Buonanno, diretora da divis\u00e3o “Relatividade Astrof\u00edsica e Cosmol\u00f3gica” do IAE em Potsdam e professora na Universidade de Maryland em College Park, EUA. “Gra\u00e7as \u00e0 sensibilidade aprimorada, GW190412 come\u00e7ou a revelar-nos uma popula\u00e7\u00e3o mais diversa, caracterizada por uma assimetria de massa at\u00e9 um factor de 4 e buracos negros que giram a cerca de 40% do valor m\u00e1ximo poss\u00edvel permitido pela relatividade geral,” acrescentou.<\/p>\n\n\n\n

Os investigadores do Instituto Albert Einstein contribu\u00edram para a dete\u00e7\u00e3o e an\u00e1lise de GW190412. Forneceram modelos precisos das ondas gravitacionais dos buracos negros coalescentes que inclu\u00edram, pela primeira vez, a precess\u00e3o das rota\u00e7\u00f5es dos buracos negros e os momentos mult\u00edpolos para l\u00e1 do quadrupolo dominante. Estas caracter\u00edsticas impressas na forma da onda foram cruciais para extrair informa\u00e7\u00f5es \u00fanicas sobre as propriedades da fonte e realizar os nossos testes da relatividade geral. As redes de computadores de alto desempenho “Minerva” e “Hypatia” no IAE em Potsdam e “Holodeck” no IAE em Hannover contribu\u00edram significativamente para a an\u00e1lise do sinal.<\/p>\n\n\n\n

Testando a teoria de Einstein<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Os cientistas do LIGO\/Virgo tamb\u00e9m usaram GW190412 para procurar desvios dos sinais que a teoria da relatividade geral de Einstein prev\u00ea. Embora o sinal tenha propriedades diferentes de todos os outros encontrados at\u00e9 agora, os investigadores n\u00e3o conseguiram encontrar um desvio significativo das previs\u00f5es relativ\u00edsticas gerais.<\/p>\n\n\n\n

Esta descoberta \u00e9 a segunda relatada da terceira campanha de observa\u00e7\u00e3o (O3) da rede internacional de detetores de ondas gravitacionais. Os cientistas dos tr\u00eas grandes detetores fizeram v\u00e1rias atualiza\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas nos instrumentos.<\/p>\n\n\n\n

“Durante a O3, foi usada luz ‘espremida’ para aumentar a sensibilidade do LIGO e do Virgo. Esta t\u00e9cnica de ajustar cuidadosamente as propriedades da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica da luz laser foi explorada no detetor alem\u00e3o-brit\u00e2nico GEO600,” explica Karsten Danzmann, diretor do IAE em Hannover e diretor do Instituto para F\u00edsica Gravitacional da Universidade de Leibniz em Hannover. “O Instituto Albert Einstein est\u00e1 a liderar os esfor\u00e7os mundiais para maximizar o grau de compress\u00e3o, que j\u00e1 melhorou a sensibilidade do detetor GEO600 por um factor de dois. Os nossos avan\u00e7os nesta tecnologia v\u00e3o beneficiar todos os futuros detetores de ondas gravitacionais.”<\/p>\n\n\n\n

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