Uma pista para a verdadeira natureza da gravidade?

© NSF (pulsar e anãs brancas)

 

Uma equipe internacional de astrônomos usando o telescópio Green Bank (GBT) do National Science Foundation (NSF) descobriram um sistema estelar único que consiste em duas estrelas anãs brancas e um pulsar superdenso que podem fornecer uma pista chave para resolver um dos principais problemas pendentes de física fundamental, a verdadeira natureza da gravidade. Os pulsares são estrelas de nêutrons que emitem pulsos de ondas de rádio como um farol que varrem rapidamente através do espaço quando o objeto gira sobre seu eixo. O pulsar Boyles descoberto fica a cerca de 4.200 anos-luz da Terra, e gira a cerca de 366 vezes por segundo.

 

Tais pulsares que giram em rapidamente são chamados pulsares de milissegundo, e podem serem usados como ferramentas de precisão para estudar uma variedade de fenômenos, incluindo pesquisas das elusivas ondas de gravidade. Observações subsequentes mostraram que o pulsar está em uma órbita estreita com uma estrela anã branca, e que o par está em órbita com outra estrela anã branca mais distante. Após a descoberta, nós rotineiramente realizamos medições de acompanhamento do pulsar para caracterizar suas propriedades ", disse Jason Boyles, ex-aluno de pós-graduação da Universidade West Virginia, agora um membro do corpo docente da Western Kentucky University, que originalmente descobriu o pulsar em 2012, como parte de uma busca em grande escala para os pulsares com o GBT.

 

Neste caso, as medições da frequência de rotação revelou uma órbita complexa, que só poderia ser explicada invocando a presença de duas estrelas anãs brancas orbitando conjuntamente com o pulsar.

Este sistema triplo fornece um laboratório natural cósmico muito melhor do que qualquer coisa encontrada anteriormente para descrever exatamente como esses sistemas de três corpos trabalham e, potencialmente, para a detecção de problemas com a Relatividade Geral que os físicos esperam ver em condições extremas.

 

Os cientistas começaram um programa de observação intensiva usando o GBT, o radiotelescópio de Arecibo, em Porto Rico, e o radiotelescópio Westerbork Synthesis, na Holanda. Eles também estudaram o sistema usando os dados do Sloan Digital Sky Survey, do satélite GALEX, do telescópio WIYN em Kitt Peak, no Arizona, e o telescópio espacial Spitzer. Os pesquisadores observaram que as perturbações gravitacionais impostas a cada um dos membros desse sistema pelos outros são incrivelmente pura e forte. O pulsar de milissegundo serve como uma ferramenta extremamente poderosa para medir com precisão essas perturbações.

 

A pesquisa deste sistema utilizou técnicas que remontam aos utilizados por Issac Newton para estudar o sistema Terra-Lua-Sol, combinado com o método posterior da gravidade de Albert Einstein. Este sistema descoberto propicia aos cientistas a melhor oportunidade de descobrir a violação de um conceito chamado de Princípio da Equivalência.

 

Este princípio afirma que o efeito da gravidade sobre um corpo não depende da natureza ou estrutura interna desse corpo. Enquanto a Teoria da Relatividade Geral de Einstein foi até agora confirmada por cada experiência, não é compatível com a teoria quântica. Por causa disso, os físicos esperam que ele irá quebrar sob condições extremas. Este sistema triplo de estrelas compactas fornece uma grande oportunidade de obter a violação de uma forma específica do princípio da equivalência chamado de Princípio da Equivalência Forte.

 

Nesta condição, o efeito gravitacional da anã branca exterior seria idêntico tanto para a anã branca interior e da estrela de nêutrons. Se o Princípio da Equivalência Forte é inválido de acordo com as condições deste sistema, o efeito gravitacional da estrela exterior sobre a anã branca interior e da estrela de nêutrons seria um pouco diferente e o pulsar de alta precisão poderia facilmente mostrar isso.  Mais uma vez a Teoria da Relatividade Geral de Einstein está sendo testada. Será que a violação do Princípio da Equivalência Forte poderia explicar a existência da matéria escura?

Fonte:Astro News

West Virginia University