Durante semanas, surgiram rumores de que os cientistas haviam detectado ondas gravitacionais - minúsculas ondulações no espaço e no tempo - de um novo tipo não associado à colisão de buracos negros. E agora recebemos a confirmação final de que vimos ondas semelhantes produzidas pela colisão violenta de duas estrelas superdensas massivas a 100 milhões de anos-luz da Terra.
A descoberta foi feita em 17 de agosto por uma rede global de interferômetros avançados de ondas gravitacionais, consistindo em dois detectores LIGO nos Estados Unidos e seu primo europeu Virgo na Itália. A descoberta é extremamente importante, até porque ajuda a resolver alguns dos maiores mistérios da astrofísica - incluindo a causa dos clarões conhecidos como "explosões de raios gama" e talvez até a origem de elementos pesados como o ouro.
A seguir - na primeira pessoa: Martin Hendry, professor de astronomia gravitacional e cosmologia da Universidade de Glasgow.
Como membro da colaboração de pesquisa LIGO, fiquei encantado assim que vi os dados brutos. O período seguinte foi definitivamente o mais intenso e sem sono, mas também emocionante, em dois meses de minha carreira.
O anúncio ocorre poucas semanas depois de três cientistas terem recebido o Prêmio Nobel de Física por seu importante trabalho que levou à descoberta das ondas gravitacionais, anunciado pela primeira vez em fevereiro de 2016. Desde então, a detecção de ondas gravitacionais de buracos negros em colisão tem se aproximado de nós - mais quatro eventos semelhantes foram registrados. Mas, pelo que sabemos, a colisão de buracos negros apenas abre uma janela para o lado escuro do universo. Não podíamos capturar a luz de tais eventos com nenhum instrumento.
Mas GW170817 - o título do evento de 17 de agosto - mudou tudo. Porque a origem das ondas desta vez foram duas "estrelas de nêutrons" - restos incrivelmente densos de estrelas do tamanho de uma cidade, cada uma pesando mais que o sol. Essas estrelas se movem em torno umas das outras a uma velocidade gigantesca e então se fundem em uma terrível colisão, que vimos, atordoando a própria estrutura do espaço e do tempo.
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Enigmas resolvidos
Esse concerto espacial foi apenas o começo. Os astrônomos há muito suspeitavam que a fusão de duas estrelas de nêutrons poderia ser uma abertura para uma curta explosão de raios gama - uma poderosa explosão de raios gama que emite mais energia em uma fração de segundo do que o sol em dez bilhões de anos. Observamos os raios gama há décadas, mas não sabíamos o que os causava.
No entanto, apenas 1,7 segundos após as ondas gravitacionais do GW170817 chegarem à Terra, o satélite Fermi da NASA detectou uma curta explosão de raios gama na mesma região do céu. LIGO e Virgo encontraram uma arma fumegante, e a ligação entre as colisões de estrelas de nêutrons e rajadas curtas de raios gama foi finalmente estabelecida.
Uma combinação de observações de ondas gravitacionais e raios gama tornou possível determinar a posição da explosão cósmica com uma precisão de até 30 graus quadrados do céu - ou 100 vezes maior que a lua cheia. Isso, por sua vez, permitiu que uma bateria inteira de telescópios astronômicos, sensíveis à luz de todo o espectro eletromagnético, procurasse nessa pequena área do céu o resplendor da explosão. E eles o encontraram - na parte de trás da modesta galáxia NGC4993, na constelação de Hidra.
Nos dias e semanas seguintes, os astrônomos observaram a agonia, enquanto as brasas da explosão brilharam e se apagaram, fundindo-se lindamente em uma imagem que descreve o chamado "kilon". Ele nasce quando um material rico em partículas subatômicas - nêutrons - da fusão original é ejetado em alta velocidade por uma explosão de raios gama. Tudo isso é jogado no espaço circundante e leva à produção de elementos radioativos pesados.
Os elementos instáveis então decaem para um estado estável com emissão de radiação. Isso leva ao brilho da kilonova, que confirmamos desenhando um mapa detalhado. Nossas observações também apoiaram a teoria de que os produtos finais estáveis dessas cadeias de reação incluem uma abundância de metais preciosos, como ouro e platina. Embora suspeitássemos que as estrelas de nêutrons desempenharam um papel fundamental na criação desses elementos no espaço, essa hipótese agora parece muito mais convincente. Na verdade, a kilonova, que se formou a partir dos destroços de GW170817, poderia produzir ouro tão grande quanto toda a Terra - 1000 trilhões de toneladas.
Ao observar o kilonova "íntimo" pela primeira vez e ver como ele se encaixa no desenrolar do storyboard astronômico que começou com a fusão de uma estrela de nêutrons, os astrônomos deram um grande salto para entender esses eventos cósmicos brutais.
A ideia de que todos somos feitos de poeira estelar é incrivelmente popular na consciência cultural - em todos os lugares, de documentários a letras de músicas. Mas o conceito incompreensível de que o ouro em nossas alianças e relógios Rolex é feito de poeira estelar de nêutrons é ainda mais interessante. Ainda mais emocionante é o enorme potencial que está se abrindo em novas abordagens radicais para a exploração espacial.
Trabalhando juntos - usando instrumentos que não só funcionam em todo o espectro de luz, mas também são sensíveis a ondas gravitacionais e até mesmo neutrinos - os astrônomos estão prontos para abrir uma janela completamente nova para o universo. Por exemplo, eles já usaram suas observações para fazer a primeira medição conjunta da taxa de expansão do universo usando ondas gravitacionais e luz.
Novos resultados virão em breve. Com esta explosão, uma nova e excitante era da astronomia multijogador está apenas começando.
Ilya Khel
