Olhando para dentro de uma estrela de nêutrons - novo modelo vai melhorar as informações recolhidas das ondas gravitacionais

 Uma fusão entre duas estrelas de neutrões. Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/Laboratório CI 

As oscilações em estrelas de nêutrons binárias antes de se fundirem podem ter grandes implicações para os insights que os cientistas podem obter da detecção de ondas gravitacionais. Pesquisadores da Universidade de Birmingham demonstraram a maneira como essas vibrações únicas, causadas pelas interações entre os campos de maré das duas estrelas à medida que se aproximam, afetam as observações de ondas gravitacionais. O estudo foi publicado na revista Physical Review Letters. 

Levar esses movimentos em consideração pode fazer uma enorme diferença para nossa compreensão dos dados obtidos pelos instrumentos Advanced LIGO e Virgo, configurados para detectar ondas gravitacionais – ondulações no tempo e no espaço – produzidas pela fusão de buracos negros e estrelas de nêutrons. 

Os pesquisadores pretendem ter um novo modelo pronto para a próxima observação do Advanced LIGO e modelos ainda mais avançados para a próxima geração de instrumentos Advanced LIGO, chamados A+, que devem começar sua primeira observação em 2025. 

Desde que as primeiras ondas gravitacionais foram detectadas pela Colaboração Científica LIGO e Colaboração Virgo em 2016, os cientistas se concentraram em avançar na compreensão das colisões massivas que produzem esses sinais, incluindo a física de uma estrela de nêutrons em densidades supra nucleares. 

Dr. Geraint Pratten, do Instituto de Astronomia de Ondas Gravitacionais da Universidade de Birmingham, é o principal autor do artigo. Ele disse: “Os cientistas agora são capazes de obter muitas informações cruciais sobre estrelas de nêutrons a partir das últimas detecções de ondas gravitacionais. Detalhes como a relação entre a massa da estrela e seu raio, por exemplo, fornecem informações cruciais sobre a física fundamental por trás das estrelas de nêutrons. Se negligenciarmos esses efeitos adicionais, nossa compreensão da estrutura da estrela de nêutrons como um todo pode se tornar profundamente tendenciosa.” 

A Dra. Patricia Schmidt, coautora do artigo e Professora Associada do Instituto de Astronomia de Ondas Gravitacionais, acrescentou: “Esses refinamentos são realmente importantes. existe em temperaturas e densidades que não podemos produzir em experimentos terrestres. Neste ponto, podemos começar a ver átomos interagindo uns com os outros de maneiras que ainda não vimos – potencialmente exigindo novas leis da física.” 

Os refinamentos concebidos pela equipe representam a mais recente contribuição da Universidade de Birmingham para o programa Advanced LIGO. Pesquisadores do Instituto de Astronomia de Ondas Gravitacionais da Universidade estiveram profundamente envolvidos no projeto e desenvolvimento dos detectores desde os estágios iniciais do programa. Olhando para o futuro, Ph.D. A estudante Natalie Williams já está progredindo no trabalho de cálculos para refinar e calibrar ainda mais os novos modelos.

Fonte: phys.org