Um estudo internacional liderado por astrônomos da Swinburne University of Technology criou os mapas mais detalhados das ondas gravitacionais no universo até hoje.
O estudo também produziu o maior detector de ondas gravitacionais em escala galáctica e encontrou mais evidências de um “fundo” de ondas gravitacionais: ondulações invisíveis, mas incrivelmente rápidas no espaço, que podem ajudar a desvendar grandes mistérios do universo.
Os três estudos oferecem novas perspectivas sobre os maiores buracos negros do universo, como eles moldaram o universo e a arquitetura cósmica que deixaram para trás.
O autor principal de dois dos artigos e pesquisador do OzGrav e da Swinburne, Dr. Matt Miles, afirma que a pesquisa abre novos caminhos para entender o universo em que vivemos.
“Estudar o fundo nos permite sintonizar os ecos de eventos cósmicos através de bilhões de anos”, explicou o Dr. Miles. “Ele revela como as galáxias e o próprio universo evoluíram ao longo do tempo.”
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Sinal inédito de ondas gravitacionais
O estudo revelou mais evidências de sinais de ondas gravitacionais originados da fusão de buracos negros supermassivos, capturando um sinal mais forte do que experimentos globais semelhantes, e em apenas um terço do tempo.
“O que estamos vendo sugere um universo muito mais dinâmico e ativo do que antecipávamos”, disse o Dr. Miles. “Sabemos que buracos negros supermassivos estão por aí se fundindo, mas agora estamos começando a perguntar: onde estão e quantos existem?”
Mapas detalhados de ondas gravitacionais com hotspots inesperados
Usando a rede de cronometragem de pulsares, os pesquisadores construíram um mapa altamente detalhado de ondas gravitacionais, melhorando os métodos existentes. Este mapa revelou uma anomalia intrigante—um hotspot inesperado no sinal que sugere um possível viés direcional.
A autora principal de um dos estudos e pesquisadora do OzGrav e da Monash University, Rowina Nathan, afirma que o mapa fornece uma visão sem precedentes da estrutura do nosso universo.
“A presença de um hotspot pode sugerir uma fonte distinta de ondas gravitacionais, como um par de buracos negros bilhões de vezes mais massivos que o nosso sol”, disse ela.
“Olhar para o layout e os padrões das ondas nos mostra como o nosso universo existe hoje e contém sinais desde o Big Bang. Ainda há muito a fazer para determinar o significado do hotspot que encontramos, mas isso é um passo empolgante para o nosso campo.”
Usando o telescópio de rádio MeerKAT na África do Sul, um dos instrumentos mais sensíveis e avançados do mundo, os pesquisadores construíram a MeerKAT Pulsar Timing Array, utilizando-o para observar pulsares e cronometrá-los com precisão de nanosegundos.
Os pulsares—estrela de nêutrons que giram rapidamente—servem como relógios naturais, e seus pulsos constantes permitem aos cientistas detectar mudanças minúsculas causadas por ondas gravitacionais que passam. Este detector em escala galáctica forneceu uma oportunidade para mapear ondas gravitacionais no céu, revelando padrões e variações que desafiam suposições anteriores.
Nathan afirma que é frequentemente assumido que o fundo de ondas será distribuído uniformemente pelo céu.
“Entretanto, o detector de ondas gravitacionais em escala galáctica formado pela rede de cronometragem de pulsares MeerKAT nos permitiu mapear a estrutura desse sinal com precisão sem precedentes, o que pode revelar informações sobre sua origem.”
Essas medições abrem novas questões emocionantes sobre a formação de buracos negros massivos e a história primitiva do universo. Observações contínuas com a rede MeerKAT refinarão esses mapas de ondas gravitacionais e podem revelar novos fenômenos cósmicos anteriormente ocultos.
A pesquisa também tem implicações amplas, oferecendo dados que podem ajudar os cientistas a entender melhor as origens e a evolução dos buracos negros supermassivos, a formação das estruturas das galáxias e, potencialmente, até mesmo os primeiros eventos na história do universo.
Kathrin Grunthal, pesquisadora do Max Planck Institute for Radio Astronomy e coautora de um dos estudos, afirma que, no futuro, eles visam entender a origem do sinal de ondas gravitacionais que emerge dos conjuntos de dados.
“Procurando variações no sinal de ondas gravitacionais através do céu, estamos caçando as impressões digitais dos processos astrofísicos que moldam o nosso universo.”
Fornecido pela Swinburne University of Technology