Centro de Voo Espacial Goddard da NASA / Laboratório CI
Uma fusão entre duas estrelas de neutrões.
As oscilações nas estrelas de neutrões binárias, antes de se fundirem, podem ter grandes implicações para as informações que os cientistas recolhem a partir da deteção de ondas gravitacionais.
Investigadores da Universidade de Birmingham demonstraram a forma como estas vibrações únicas, provocadas pelas interações entre os campos de maré das duas estrelas à medida que se aproximam, afetam as observações das ondas gravitacionais. O estudo foi publicado na revista Physical Review Letters.
A tomada em consideração destes movimentos poderá fazer uma enorme diferença na nossa compreensão dos dados obtidos pelos instrumentos Advanced LIGO e Virgo, construídos para detetar ondas gravitacionais — ondulações no espaço-tempo — produzidas pela fusão de buracos negros e estrelas de neutrões.
Os investigadores pretendem ter um novo modelo pronto para a próxima campanha de observação do Advanced Ligo e modelos ainda mais avançados para a próxima geração de instrumentos do Advanced Ligo, chamada A+, que deverão começar a sua primeira campanha de observação em 2025.
Desde que as primeiras ondas gravitacionais foram detetadas pela Colaboração Científica LIGO e pela Colaboração Virgo em 2016, os cientistas têm-se concentrado em fazer avançar a sua compreensão das colisões massivas que produzem estes sinais, incluindo a física de uma estrela de neutrões a densidades supra nucleares.
Geraint Pratten, do Instituto de Astronomia de Ondas Gravitacionais da Universidade de Birmingham, foi o autor principal do artigo.
“Os cientistas conseguem agora obter muitas informações cruciais sobre as estrelas de neutrões a partir das últimas deteções de ondas gravitacionais. Detalhes como a relação entre a massa da estrela e o seu raio, por exemplo, fornecem uma visão crucial da física fundamental por detrás das estrelas de neutrões. Se negligenciarmos estes efeitos adicionais, a nossa compreensão da estrutura das estrelas de neutrões como um todo pode tornar-se profundamente enviesada”, diz Pratten.
“Estes aperfeiçoamentos são realmente importantes. Dentro de estrelas de neutrões individuais podemos começar a compreender o que se passa no interior do núcleo da estrela, onde a matéria existe a temperaturas e densidades que não podemos replicar em experiências laboratoriais. A este ponto, podemos começar a ver átomos a interagir uns com os outros de formas que ainda não vimos — o que pode exigir novas leis da física”, acrescentou Patricia Schmidt, coautor do artigo e professora associada no mesmo instituto.
Os aperfeiçoamentos concebidos pela equipa representam a última contribuição da Universidade de Birmingham para o programa Advanced LIGO.
Os investigadores têm estado profundamente envolvidos na conceção e desenvolvimento dos detetores desde as primeiras fases do programa. Olhando para o futuro, a estudante de doutoramento Natalie Williams já está a progredir no trabalho de cálculos para refinar e calibrar ainda mais os novos modelos.
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