Cientistas usam telescópio FERMI para encontrar ondas gravitacionais longas

Por décadas, cientistas vêm usando telescópios de rádio para encontrar ondas gravitacionais longas – tidas como uma espécie de “relógio do universo” – com variados graus de precisão. Agora, especialistas do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha, descobriram que essas ondas também podem ser observadas por meio de raios gama, e empregaram o telescópio FERMI para esta finalidade, devido a ele ser particularmente ajustado para esse tipo de emissão.

O estudo da equipe do instituto rendeu um paper aprovado para publicação no jornal científico Science.

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O telescópio espacial FERMI é especificamente desenhado para identificar raios gama, o que permite que ele conduza estudos sobre ondas gravitacionais sem distorções de outros tipos de telescópio
O telescópio espacial FERMI é especificamente desenhado para identificar raios gama, o que permite que ele conduza estudos sobre ondas gravitacionais sem distorções de outros tipos de telescópio (Imagem: NASA/Divulgação)

Ondas gravitacionais longas são, a grosso modo, um subproduto da ação de buracos negros supermassivos. Basicamente, conforme esses objetos se aproximam e começam a se fundir, a velocidade de suas rotações faz com que eles comecem a coalescer, dispersando essas ondas a centenas de trilhões de quilômetros (km) por todas as direções do universo.

Normalmente, observar tais ondas requer o uso de telescópios de rádio de grande porte. O estudo disso não é muito complicado, uma vez que as ondas gravitacionais podem ser facilmente antecipadas – os astrônomos normalmente as buscam observando pulsares, os restos mortais de uma estrela massiva, e esses objetos possuem uma rotação regular. O problema é que, quando essas ondas chegam na Terra, elas se alteram o suficiente para bagunçar algumas análises.

O telescópio FERMI elimina esse problema, e oferece uma segunda via de análise que, em tese, permite aos astrônomos comparar suas descobertas sobre ondas gravitacionais longas em mais de um espectro.

“O FERMI estuda o universo por meio de raios gama, a forma mais energizada da luz. Nós ficamos surpresos com o quão bom ele é para encontrar os tipos de pulsares que precisamos observar para vermos essas ondas — até agora, mais de 100”, disse Matthew Kerr, pesquisador físico do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA, em Washington. “O FERMI e os raios gama têm características que, quando juntas, tornam essa uma ferramenta poderosa para esse tipo de investigação”.

Segundo o time, o “charme” da solução reside em um entendimento básico de propagação de ondas: veja, pulsares foram originalmente descobertos por telescópios de rádio. As antenas gigantes desses objetos os tornam especificamente sensíveis a esse tipo de onda.

Entretanto, ainda que o espaço seja, em sua maior parte, vazio, essas ondas encontram muitos elétrons em suas viagens, o que faz com que elas “entortem” e deixem de ser regulares. Pense nisso como um raio de luz visto através de um prisma e você vai entender.

Os raios gama, no entanto, não enfrentam esse tipo de alteração, o que torna o telescópio FERMI uma ferramenta ideal para analisá-los. No entanto, somente agora nós descobrimos que é possível analisar ondas gravitacionais por esse método, de forma independente ao formato de pesquisa original.

“Pelo volume que analisamos até agora, os resultados do FERMI já tem 30% da eficiência dos pulsares e análises de rádio, no que tange a detectar ondas gravitacionais fundas”, disse Aditya Parthasarathy, do Max Planck. “Com mais uns cinco anos de coleta de dados e análise, eles serão igualmente capazes com a vantagem de não termos que nos preocupar com os elétrons soltos”.

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