12 de setembro de 2019

Cientistas detectam o ecos de um buraco negro recém-nascido pela primeira vez


Físicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) "ouviram" pela primeira vez o zunido ecoante de um buraco negro recém formado, resultado da colisão de dois buracos negros massivos, e acabaram comprovando mais uma vez uma teoria de Albert Einstein. É que o físico alemão previu que esse evento de colisão entre dois buracos negros massivos deveria zunir, produzindo ondas gravitacionais parecidas com as geradas na reverberação de um sino.

A descoberta foi publicada nesta quarta-feira (11) no Physical Review Letters. No estudo, os cientistas confirmaram a ideia de que os buracos negros não possuem nenhum “cabelo”. É que, segundo a teoria de Einstein, buracos negros devem apresentar apenas três propriedades observáveis: massa, rotação e carga elétrica. Qualquer outra coisa além disso deve ser engolida pelo próprio buraco negro. Essas outras características foram apelidadas pelo físico John Wheeler de “cabelo” no que foi chamado de "Teorema da Calvície".

Os pesquisadores identificaram o padrão do zunido do buraco negro e, usando as equações de Einstein, calcularam a massa e a rotação que o buraco negro deveria ter, levando em conta o padrão das ondas. Os cálculos correspondem com as medições da massa e da rotação do buraco negro feitas anteriormente por outros cientistas. Isso significa que o padrão do zunido produzido pelo objeto é uma assinatura direta de sua massa e rotação, e nada mais; ou seja, mais uma vez, Einstein estava certo: nada de “cabelos”.

“Todos esperamos que a relatividade geral esteja correta, mas esta é a primeira vez que a confirmamos dessa maneira”, disse o principal autor do estudo, Maximiliano Isi, do MIT. “Esta é a primeira medição experimental que obteve sucesso em testar diretamente o teorema da calvície. Não significa que buracos negros não podem ter cabelo. Significa que a ideia dos buracos negros sem cabelo sobrevive por mais um dia”.

Como tudo começou

Foi 14 de setembro de 2015 que os cientistas fizeram a primeira detecção de ondas gravitacionais, através do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO). Essa detecção foi anunciada no ano seguinte e foi chamada de GW150914, e os sinais representam um sistema de dois buracos negros de 36 e 29 massas solares girando um em torno do outro até se fundirem e formarem um buraco negro de 62 massas solares. Você notou que a soma da massa dos dois objetos parece errada no resultante final? É que algo equivalente a 3 massas solares foi convertido em energia e liberado na forma de ondas gravitacionais. Uma parcela ínfima conseguiu chegar à Terra, e por isso sabemos um pouco sobre o que aconteceu.

Os cientistas eliminaram o ruído, ampliaram o sinal e observaram uma forma de onda que aumentou rapidamente antes de desaparecer. Quando eles traduziram o sinal em som, eles ouviram o “pop”.

Na época, os cientistas assumiram que a assinatura da onda era fraca demais para decifrar algo mais. No entanto, Isi e seus colegas encontraram em seu novo estudo uma maneira de extrair a reverberação do buraco negro nos momentos imediatamente após o pico do sinal. Em um trabalho anterior liderado pelo co-autor do novo estudo, Matthew Giesler, a equipe mostrou através de simulações que esse sinal — particularmente a parte logo após o pico — contém um grupo de tons altos e de curta duração. Quando eles analisaram o sinal novamente, levando em consideração as conotações, descobriram que podiam isolar um padrão de toque específico de um buraco negro recém-formado.

Agora, os pesquisadores aplicaram essa técnica aos dados reais da detecção GW150914, concentrando-se nos últimos milissegundos do sinal, imediatamente após o pico do “pop”, e conseguiram identificar dois tons distintos, cada um com uma taxa de afinação e decaimento. "Detectamos um sinal de onda gravitacional geral composto de várias frequências, que decaem em taxas diferentes, como os diferentes tons que compõem um som", diz Isi. "Cada frequência ou tom corresponde a uma frequência vibracional do novo buraco negro."

O resultado é bastante animador para os cientistas, porque antes eles assumiam que esse zunido só poderia ser detectado dentro de uma extremidade muito mais fraca do sinal da onda gravitacional, e com instrumentos muito mais sensíveis do que os disponíveis atualmente. "Isso é empolgante para a comunidade, porque mostra que esse tipo de estudo é possível agora, não só daqui a 20 anos", diz Isi. 
Fontes: Canaltech
Phys.org

Objeto detectado por astrônomo amador pode ser mais um visitante interestelar


Em 2017, a passagem do misterioso objeto interestelar Oumuamua intrigou a comunidade científica, sendo este o primeiro já descoberto em nossos arredores com origem fora do Sistema Solar. Pouco se pôde descobrir sobre ele, pois foi avistado quando já estava "de saída". Já era especulado que, com as tecnologias atuais, muito em breve detectaríamos novos visitantes interestelares passeando em nosso quintal espacial — o que pode ter acabado de acontecer, graças a um astrônomo amador ucraniano.
Concepção artística do Oumuamua (Imagem: Getty)

Gennady Borisov avistou o novo objeto no finalzinho de agosto, e para isso usou um telescópio que ele mesmo construiu. Sua observação chamou a atenção do Minor Planet Center (MPC) — organização operando no Observatório Astrofísico Smithsonian sob os cuidados da União Astronômica Internacional (IAU) —, que acaba de lançar um documento sobre o corpo chamado provisoriamente de C/2019 Q4 (Borisov). E como o objeto foi detectado ainda em seu caminho de vinda à nossa região espacial, certamente a comunidade científica terá muito mais oportunidades e meios de observá-lo, aprendendo mais sobre ele do que foi possível de se fazer com o Oumuamua.

O nome provisório começa com a letra "C" pois a IAU entende por enquanto que ele pode ser um cometa, pois o que já se sabe sobre ele é que o objeto se comporta mesmo como um cometa, ejetando gases à medida em que vai se aproximando do Sol — diferente do Oumuamua, que apresentava características cometárias muito discretas, e isso gerou dúvidas suficientes para que os cientistas não entrassem em acordo para definir se ele seria um cometa ou um asteroide, ou de repente o resto de um cometa interestelar que se desintegrou. 

Mas, caso seja confirmado que o C/2019 Q4 (Borisov) tem mesmo origem interestelar, ele deverá fazer parte da classificação "I" — o nome oficial do Oumuamua é 1I/2017 U1, então o novo objeto interestelar teria nome começando por 2I, ou seja, o segundo objeto interestelar já confirmado passando pelo nosso sistema.

À medida em que fazem mais observações, os cientistas já conseguiram estimar a órbita do objeto, e os dados revelam que ele tem uma trajetória hiperbólica. Traduzindo: sua velocidade é alta o suficiente para que ele escape da atração gravitacional do Sol, com a órbita sendo uma espécie de curva aberta, o que é diferente das órbitas de objetos que estão "presos" à atração da gravidade solar. Ou seja, o novo visitante só estaria mesmo dando um "passeio" por aqui, para provavelmente não voltar mais.

No entanto, outros objetos já foram inicialmente detectados com órbitas aparentemente hiperbólicas no passado, mas novas observações e estudos acabaram provando que suas órbitas eram mais típicas, com eles habitando o Sistema Solar mesmo. E o próprio MPC reconhece que novas observações e análises de dados são necessárias para se bater o martelo quanto à órbita do C/2019 Q4 (Borisov), bem como sua provável origem interestelar.

De acordo com Matthew Holman, diretor do MPC, o objeto está na direção do Sol quando avistado da Terra, o que dificulta sua observação neste momento. De qualquer maneira, o fato de que ele está ainda chegando à nossa vizinhança é empolgante, pois há tempo para observá-lo com mais afinco do que aconteceu com a passagem do Oumuamua. 

E mais: os cientistas poderão fazer comparações entre os dois objetos misteriosos, o que nos ajudará a entender ainda mais coisas sobre eles. O MPC diz que, caso o C/2019 Q4 (Borisov) não sofra alguma tragédia como uma desintegração inesperada, ele será observado atentamente por pelo menos um ano.

O provável novo visitante interestelar veio da direção da constelação de Cassiopeia e passará perto de Marte no periélio (nome dado à máxima aproximação do Sol) em algum momento próximo do dia 7 de dezembro. Depois disso, ele pegará a "estrada" e começará a sair do Sistema Solar. Ou seja: podemos nos preparar para uma "chuva" de informações sobre o objeto nos próximos meses! 
Fonte: Canaltech
Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Artigos Mais Lidos