A lista de ondulações no espaço-tempo “ouvidas” pelos detectores de ondas gravitacionais na Terra duplicou, dizem os cientistas, com fontes recentemente descobertas que vão desde fusões instáveis de buracos negros até à maior colisão de buracos negros detectada até à data.
Novamente em 1915, Albert Einstein Quando os objetos mais densos e intensos do universo colidem, esses eventos configuram a estrutura do espaço e do tempo (unidos em um objeto quadridimensional). espaço tempo) sons. Então, 100 anos depois, em 14 de setembro de 2015, o Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro Laser (LIGO) foram os primeiros a detectar essas ondulações no espaço-tempo – elas aparecem a partir de colisões Buracos negros 1,3 bilhão de anos-luz de distância.
“Cada nova detecção de ondas gravitacionais nos permite desbloquear outra peça do quebra-cabeça do universo de uma forma que não conseguiríamos há uma década”, disse Lucy Thomas, membro do LVK do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech). disse em um comunicado. “É incrivelmente emocionante pensar sobre quais mistérios e surpresas astrofísicas podemos descobrir em futuras observações.”
E vários
Os dados que compõem este catálogo, o Catálogo Transiente de Ondas Gravitacionais-4.0 (GWTC-4), incluem 128 fontes de ondas gravitacionais distantes e implausíveis. Foi coletado durante a quarta execução de observação desses detectores de ondas gravitacionais, realizada entre maio de 2023 e janeiro de 2024.
Antes disso, e durante as três primeiras observações do LIGO, Virgo e KAGRA, os cientistas apenas “ouviram” 90 possíveis fontes de ondas gravitacionais. É emocionante que o GWTC-4 possa ser tecnicamente ainda maior, já que 170 outros detectores de ondas gravitacionais fabricados pela LIGO, Virgo e KAGRA ainda não entraram na mesa.
“Na última década, a astronomia das ondas gravitacionais progrediu desde a primeira detecção até a observação de centenas de fusões de buracos negros”, disse o porta-voz do LIGO, Stephen Fairhurst, professor da Universidade de Cardiff, na Inglaterra, em um comunicado. “Estas observações ajudam-nos a compreender melhor como os buracos negros se formam a partir do colapso de estrelas massivas, a estudar a evolução cosmológica do Universo e a fornecer confirmações cada vez mais rigorosas da teoria da relatividade geral.”
Uma característica do GWTC-4 é a variedade de eventos que realmente produziram esses sinais. A lista inclui ondas gravitacionais provenientes de fusões entre os binários de buracos negros mais pesados até agora, cada um com 130 vezes mais massa. o solConexões aleatórias entre buracos negros e buracos negros e buracos negros girando a incríveis 40% mais rápido que a velocidade da luz. Nestes casos, os cientistas pensam que as propriedades extremas dos buracos negros envolvidos nestas fusões são o resultado de colisões anteriores, fornecendo evidências de cadeias de fusão que explicam como alguns buracos negros crescem até milhares de milhões de vezes a massa do Sol.
“Este conjunto de dados aumenta a nossa crença de que os buracos negros que colidiram no início da história do universo poderiam facilmente ter rotações maiores do que aqueles que colidiram mais tarde”, disse Salvador Vitale, membro do LVK e cientista do MIT, no relatório.
O GWTC-4 também inclui duas novas fusões híbridas envolvendo buracos negros e estrelas de nêutrons.
“A mensagem deste catálogo: estamos a expandir-nos para novas regiões do que chamamos de ‘espaço de parâmetros’ e para novos tipos de buracos negros”, disse Daniel Williams, membro do LVK, da Universidade de Glasgow, Inglaterra, num comunicado. “Estamos realmente ultrapassando os limites e observando objetos enormes, girando rapidamente e astronomicamente interessantes e incomuns.”
Esta lista ilustra o quão sensíveis são os detectores LVK. Algumas fusões de estrelas de nêutrons ocorreram a 1 bilhão de anos-luz de distância, e algumas fusões de buracos negros ocorreram a 10 bilhões de anos-luz de distância. Estas descobertas permitiram aos cientistas testar a teoria que originalmente previa a existência de buracos negros e ondas gravitacionais, a teoria da gravidade de Einstein. Relatividade geral.
“Os buracos negros são um dos melhores e mais alucinantes preditores da relatividade geral. Eles agitam o espaço e o tempo mais intensamente do que qualquer outro processo que possamos imaginar”, disse Aaron Zimmerman, membro do LVK, da Universidade do Texas em Austin, no relatório. “Ao testar as nossas teorias físicas, é bom olhar para as situações mais extremas que pudermos, porque é aí que as nossas teorias têm maior probabilidade de falhar e é aí que temos a melhor oportunidade de descoberta.
“Até agora, a teoria passou em todos os nossos testes. Mas também estamos aprendendo que precisamos fazer previsões mais precisas para acompanhar todos os dados que o universo nos fornece.”
Os resultados do LVK aparecerão em breve numa edição especial do Astrophysical Journal Letters.
