Grupos de Ritmo de Pulsares

Buracos negros fundindo-se ondulando o espaço e tempo nesta concepção artística. Grupos de Ritmo de Pulsares — redes de núcleos pulsantes de estrelas mortas — são uma estratégia para detectar essas ondulações, ou ondas gravitacionais, que acredita-se sejam geradas quando dois buracos negros supermassivos se fundem em um só.

Por todo o nosso  universo, aninhados no interior de galáxias muito, muito distantes, gigantescos buracos negros estão se aproximando e fundindo. Quando os corpos de enorme massa dançam ao redor uns dos outros abraçando-se, eles enviam ondas gravitacionais que causam ondulações no próprpio espaço e tempo, mesmo quando as ondas passam bem através do nosso planeta Terra. 

Cientistas sabem que essas ondas, previstas pela teoria da relatividade de Albert Einstein, existem, mas ainda estão por detectar uma delas diretamente. Na disputa para captar as ondas, uma estratégia — chamada Grupos de Ritmo de Pulsares — alcançou um marco, não através da detecção de quaisquer ondas  gravitacionais, mas por revelar novas informações a respeito da frequência e força das fusões de buracos negros. 

"Nós imaginamos que muitas ondas gravitacionais estejam passando através de nós todo o tempo, e agora temos uma ideia mais clara da extensão dessa atividade de fundo," disse Sarah Burke-Spolaor, coautora de um novo artigo publicado na edição de 18 de outubro de revista Science, que descreve a pesquisa para a qual ela contribuiu enquanto esteve baseada no   Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, em Pasadena, Califórnia. Burke-Spolaor está atualmente no Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena. 

Ondas gravitacionais, se detectadas,  revelariam mais informações sobre os buracos negros, e também sobre uma das quatro forças fundamentais da natureza: a gravidade. 

A incapacidade da equipe de detectar quaisquer ondas gravitacionais na recente pesquisa tem, na verdade, seus benefícios, porque revela novas informações sobre fusões de buracos negros supermassivos — sua frequência, distâncias da Terra e massas. Uma teoria sobre o crescimento dos buracos negros de reserva dos teóricos dizia que somente as fusões eram  responsáveis pelo ganho de massa dos buracos negros. 

Os resultados vêm do Radiotelescópio Parkes da Organização de Pesquisas Científicas e Industriais da Comunidade das Nações  (CSIRO), no leste da Austrália. Os estudo foi liderado conjuntamente por Ryan Shannon da CSIRO, e Vikram Ravi, da Universidade de Melbourne e CSIRO. 

Grupos de Ritmo de Pulsares são projetados para captar as sutis ondas gravitacionais utilizando telescópios no solo e estrelas giratórias chamadas pulsares. Pulsaressão os núcleos queimados de estrelas que explodiram, os quais emitem jatos de ondas de rádio, como faróis de navegação marítima. O ritmo da rotação dos pulsares é tão preciso que os pesquisadores dizem que eles se comparam a relógios atômicos. 

Quando ondas gravitacionais passam através de um conjunto de múltiplos pulsares, 20 no caso do novo estudo, fazem os pulsares sacudir como bóias. Pesquisadores gravando as ondas de rádio dos pulsares podem então juntar o sussuro de fundo das ondas. 

"As ondas gravitacionais fazem com que o espaço entre a Terra e os  pulsares se alongue e comprima," disse Burke-Spolaor. 

O novo estudo utilizou o Grupo de Ritmo de Pulsares Parkes, que teve início nos anos 1990. Segundo a equipe de pesquisas, o conjunto, com sua atual sensibilidade, poderá detectar uma onda gravitacional dentro de 10 anos. 

Pesquisadores do JPL da nasa estão atualmente desenvolvendo uma habilidade similar de ritmo de pulsares para a Rede de Espaço Profundo da NASA, um sistema grandes antenas de disco localizadas por todfo o globo, que rastreia e se comunica com espaçonaves no espaço profundo. Durante espaços vagos no horário de rastreamento da rede, as antenas podem ser usadas para medir com precisão o ritmo das ondas de rádio dos pulsares. Como as antenas da rede Espaço Profundo são distribuídas pelo globo, elas podem ver pulsares através de todo o céu, o que melhora a sensibilidade a ondas gravitacionais. 

"Segundo Walid Majid,  principal investigador do programa Rede Espaço Profundo de ritmo de pulsares do JPL. "Todas as estratégias para detectar ondas gravitacionais, inclusive o LIGO [Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory], são complementares, já que cada técnica tem sensibilidade para detectar ondas gravitacionais em frequências muito diferentes. Embora alguns possam considerar isso uma corrida, no final, o objetivo é detectar ondas gravitacionais, que irão impulsionar o começo da astronomia de ondas gravitacionais. Essa é a parte realmente interessante de todo este esforço."