Cientistas propõem nova maneira radical de sondar o interior do Sol

A astronomia de ondas gravitacionais ainda está em seus estágios iniciais. Até agora, concentrou-se nas fontes mais energéticas e distintas de ondas gravitacionais, como as fusões cataclísmicas de buracos negros e estrelas de nêutrons.

Mas isso mudará à medida que nossos telescópios gravitacionais melhorarem e permitirá aos astrônomos explorar o Universo de maneiras anteriormente impossíveis. 

Imagem via SDO NASA 

Embora as ondas gravitacionais tenham muitas semelhanças com as ondas de luz, uma diferença distinta é que a maioria dos objetos é transparente às ondas gravitacionais. A luz pode ser absorvida, espalhada e bloqueada pela matéria, mas as ondas gravitacionais passam principalmente pela matéria. Eles podem ser obstruídos pela massa de um objeto, mas não totalmente bloqueados.

Isso significa que as ondas gravitacionais podem ser usadas como uma ferramenta para espiar dentro de corpos astronômicos, semelhante à forma como os raios X ou ressonâncias magnéticas nos permitem ver dentro do corpo humano.

Esta é a ideia por trás de um estudo recente que analisa como as ondas gravitacionais podem ser usadas para sondar o interior do Sol. O Sol é tão incrivelmente quente e denso que a luz não consegue penetrá-lo. Mesmo a luz produzida no núcleo do Sol leva mais de 100.000 anos para atingir a superfície do Sol.

Nossa única informação sobre o interior do Sol vem da heliosismologia, onde os astrônomos estudam as vibrações da superfície do Sol causadas por ondas sonoras dentro do Sol.

Neste novo estudo, a equipe analisa como as ondas gravitacionais de estrelas de nêutrons de rotação rápida podem ser usadas para estudar o Sol. Embora um objeto em rotação perfeitamente suave não crie ondas gravitacionais, objetos giratórios assimétricos criam.

O caminho de três pulsares movendo-se atrás do Sol. (Takahashi et al., arXiv, 2023)

Estrelas de nêutrons podem ter deformações ou elevações montanhosas causadas por seu calor interior ou campos magnéticos. Se tal estrela de nêutrons gira rapidamente, ela produz um fluxo contínuo de ondas gravitacionais. Essas ondas gravitacionais são muito fracas para serem observadas pelos telescópios atuais, mas a próxima geração de observatórios gravitacionais deve ser capaz de detectá-las.

Como as estrelas de nêutrons são bastante comuns na galáxia, algumas delas estão posicionadas de forma que o Sol passe na frente delas de nossa perspectiva. Dos mais de 3.000 pulsares conhecidos, cerca de 500 deles são bons candidatos a fontes de ondas gravitacionais, e desses 3 são conhecidos por passarem atrás do Sol. A equipe usou os perfis desses três pulsares como ponto de partida.

Como o Sol é transparente às ondas gravitacionais, o único efeito que o Sol tem sobre elas é através de sua massa gravitacional. À medida que as ondas passam pelo Sol, elas sofrem um pouco de lente gravitacional. A quantidade de lentes depende da massa do Sol e da distribuição dessa massa. A equipe descobriu que, com medições adequadas, as observações de ondas gravitacionais poderiam medir o perfil de densidade do Sol com uma precisão de 3 sigma.

Os três pulsares conhecidos são provavelmente apenas uma pequena fração das fontes de ondas gravitacionais que passam atrás do Sol. A maioria das estrelas de nêutrons tem uma orientação de rotação que não direciona os flashes de rádio em nossa direção, mas ainda podem ser usadas como sondas gravitacionais.

Existem provavelmente centenas de estrelas de nêutrons de rotação rápida que passam atrás do Sol ao longo de um ano. Assim como podemos observar suas ondas gravitacionais, elas devem nos dar uma excelente visão dentro de nossa estrela mais próxima.

Fonte: sciencealert.com