Descoberta pode levar à observação de ondas gravitacionais

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“Você podem pensar que as estrelas são como barras de um xilofone – todas elas vibram em uma frequência diferente”

Cientistas mostraram como ondas gravitacionais – ondulações invisíveis no tecido do espaço-tempo que se propagam ao redor do Universo – talvez possam ser “vistas” em estrelas. Esse novo modelo propõe que uma estrela que oscila na mesma frequência que uma onda gravitacional vai absorver a energia daquela onda e iluminá-la, uma predição ignorada da teoria da Relatividade Geral de Einstein. O estudo, que foi publicado dia 22/9 na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters contradiz previsões anteriores sobre o comportamento de ondas gravitacionais.

“É bem legal que depois de 100 anos de Einstein propor essa teoria, ainda estamos encontrando joias escondidas” disse Barry McKernan, um pesquisador associado do Departamento de Astrofísica do Museu Americano de História Natural, e também é professor da Universidade da Cidade de Nova York e também acadêmico do Instituto Klavi de Física Teórica.

Ondas gravitacionais podem ser consideradas como semelhantes a ondas sonoras emitidas por um terremoto, mas a origem dos “tremores” no espaço são eventos de alta energia como supernovas, estrelas de neutrons binárias, ou fusões de buracos negros e estrelas de neutrons. Embora cientistas sabem há muito tempo sobre a existência de ondas gravitacionais, nunca foram feitas observações diretas, mas tentativas continuam sendo feitas através de experimentos no solo e no espaço. Parte do porquê da detectação ser tão dificil é porque as ondas interagem fracamente com matéria. Mas McKernan e seus colegas da UCNY, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, do Instituto para Estudos Avançados, e da Universidade de Columbia, sugerem que há mais efeitos das ondas na matéria do que se havia imaginado.

O novo modelo sugere que estrelas com  oscilações – vibrações – que são iguais à das ondas gravitacionais passando através delas podem ressoar e absorver uma grande quantidade de energia das ondulações.

“É como se uma mola estiver vibrando em uma certa frequência e você bate nela com a mesma frequência, você vai fortalecer as oscilações” disse McKernan. “A mesma coisa acontece com ondas gravitacionais.”

Se essas estrelas absorverem um grande pulso de energia, elas podem ser “bombeadas” temporareamente e brilhar mais que o normal enquanto descarregam a energia. Isso poderia ser uma maneira dos cientistas detectarem ondas gravitacionais indiretamente.

“Você podem pensar que as estrelas são como barras de um xilofone – todas elas vibram em uma frequência diferente” disse o co-autor Saavik Ford, que também é pesquisador associado do Departamento de Astrofísica do Museu e professor da UCNY e acadêmico de Instituto Klavi. “Se houverem dois buracos negros se fundindo e emitindo ondas gravitacionais, você vai apenar tocar uma das barras do xilofone. Mas devido ao decaimento dos buracos negros conforme eles se aproximam, a frequência das ondas vai mudar e uma sequência de notas vai ser tocada. Então você provavelmente verá as estrelas grandes aumentando seu brilho primeiro e em seguida as menores.”

O trabalho também apresenta outra maneira de detectar indirentamente ondas gravitacionais. Da perspectiva de um detectador de ondas na Terra ou no espaço, quando uma estrela na frequência certa passa em frente de uma onda energética como buracos negros se fundindo, o detectador vai ver uma queda na intensidade das ondas medidas. Em outras palavras, estrelas podem eclipsar fontes de ondas gravitacionais.

“Você geralmente pensa que estrelas são eclipsadas por outros objetos, não o contrário” disse McKernan.

Os pesquisadores vão continuar estudando essas previsões e tentar determinar quanto leva para observar esses efeitos usando um telescópio ou detector.

 

Artigo de referência:

McKernan, K.E.S. Ford, B. Kocsis, Z. Haiman. Stars as resonant absorbers of gravitational wavesMonthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 2014 (in press) [link]

Artigo original:

http://www.sciencedaily.com/releases/2014/09/140922091250.htm

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