Novas descobertas de ondas gravitacionais

Simulação numérica da primeira fusão de buracos negros binários observada pelo detetor Advanced LIGO no dia 14 de setembro de 2015.Crédito: S. Ossokine, A. Buonanno (Instituto Max Planck para Física Gravitacional), projeto Simulating eXtreme Spacetimes, W. Benger (Airborne Hydro Mapping GmbH)

Investigadores do Instituto Max Planck para Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) em Hannover, juntamente com colegas internacionais, publicaram o seu segundo Catálogo Aberto de Ondas Gravitacionais (2-OGC). Usaram métodos de investigação aprimorados para aprofundar os dados publicamente disponíveis da primeira e da segunda campanha de observações.

Além de confirmarem as dez fusões conhecidas buracos negros binários e de uma fusão de estrelas de neutrões binárias, também identificaram quatro candidatos promissores à fusão de buracos negros, que passaram despercebidos nas análises iniciais do LIGO/Virgo.

Estes resultados demonstram o valor das investigações dos dados públicos do LIGO/Virgo por grupos independentes das colaborações LIGO/Virgo. A equipa de investigação também disponibilizou o seu catálogo completo, além da análise detalhada de mais de uma dúzia possíveis fusões de buracos negros binários.

"Nós incorporamos os métodos mais avançados," diz Alexander Nitz, cientista da equipa do Instituto Max Planck para Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) em Hannover, que liderou a equipa de investigação internacional. "As nossas melhorias permitem descobrir fusões mais fracas de buracos negros binários: os quatro sinais adicionais mostram que isto funciona!"

Os resultados foram publicados a semana passada na revista The Astrophysical Journal.

Novas descobertas em dados antigos

A equipe internacional de pesquisa analisou os dados de ondas gravitacionais disponíveis ao público, obtidos pelos detetores Advanced LIGO e Advanced Virgo na sua primeira (de setembro de 2015 a janeiro de 2016) e na sua segunda (de novembro de 2016 a agosto de 2017) campanha de observações. Estes foram previamente analisados pela colaboração LIGO e Virgo. Foram encontradas dez fusões de buracos negros binários e uma fusão de estrelas de neutrões binárias. Outra análise independente já havia encontrado várias fusões adicionais de buracos negros.

O trabalho liderado por Nitz confirma 14 destes eventos e encontra mais uma possível fusão de buracos negros binários não avistada pelas análises anteriores. A ser real, GW151205 veio de uma fusão bastante distante de dois buracos negros massivos com mais ou menos 70 e 40 vezes a massa do Sol, respetivamente.

O truque não foi apenas uma maneira aprimorada de classificar potenciais sinais de ondas gravitacionais, mas também ter como alvo as propriedades que os buracos negros binários devem ter. "Temos uma ideia do que é a típica massa de um buraco negro binário a partir dos sinais que já foram detetados," explica Collin Capano, investigador sénior do Instituto Albert Einstein em Hannover e coautor da publicação. "A nossa sensibilidade a buracos negros binários melhorou 50% a 60% usando estas informações para ajustar a nossa pesquisa e procurar os sinais mais prováveis."

Nenhuma nova fusão de estrelas de neutrões binárias

A equipa não encontrou novos candidatos a fusões de estrelas de neutrões binárias nos dados das duas campanhas de observação do LIGO/Virgo. Dado que apenas foram identificadas duas fusões de estrelas de neutrões binárias, graças às suas ondas gravitacionais, e a população subjacente não é bem conhecida, uma pesquisa direcionada ainda não é possível.

Os 15 sinais relatados agora são apenas uma pequena parte de um maior catálogo online. A equipa publicou o seu catálogo completo de eventos, incluindo candidatos estatisticamente menos significativos e os resultados detalhados das suas análises. "Esperamos que estes dados permitam que outros cientistas realizem futuramente investigações profundas, fornecendo uma melhor compreensão da população de buracos negros binários, bem como do ruído de fundo," diz Sumit Kumar, investigador sénior do Instituto Albert Einstein e coautor da publicação.

Fonte: Astronomia OnLine