Impressão artística do zumbido de fundo das ondas gravitacionais que permeiam o Universo. Crédito: Carl Knox, Universidade de Tecnologia OzGrav / Swinburne

No ano passado, a rede avançada de detectores de ondas gravitacionais LIGO-VIRGO registrou dados de 35 buracos negros e estrelas de nêutrons. Um ótimo resultado – mas do que eles perderam? De acordo com o Dr. Rory Smith, do Centro de Excelência ARC em Descoberta de Ondas Gravitacionais da Universidade Monash, na Austrália – é provável que haja outros 2 milhões de eventos de ondas gravitacionais resultantes da fusão de buracos negros”, um par de buracos negros mesclados a cada 200 segundos e um par de mesclar estrelas de nêutrons a cada 15 segundos “que os cientistas não estão percebendo”.

O Dr. Smith e seus colegas, também da Universidade Monash, desenvolveram um método para detectar a presença desses eventos fracos ou “de segundo plano” que até hoje passaram despercebidos, sem a necessidade de detectar cada um individualmente. O método – atualmente está sendo teste conduzido pela comunidade LIGO – “significa que podemos olhar mais de 8 bilhões de anos-luz além do que estamos observando atualmente”, disse o Dr. Smith.

“Isso nos dará uma imagem de como era o universo primitivo, ao mesmo tempo em que fornecia informações sobre a evolução do universo”.

O artigo, publicado recentemente na revista Royal Astronomical Society, detalha como os pesquisadores vão medir as propriedades de um fundo de ondas gravitacionais dos milhões de fusões não resolvidas de buracos negros.

As fusões binárias de buracos negros liberam enormes quantidades de energia na forma de ondas gravitacionais e agora são rotineiramente detectadas pela rede de detectores Advanced LIGO-Virgo. Segundo o co-autor Eric Thrane, da OzGrav-Monash, essas ondas gravitacionais geradas por fusões binárias individuais “transportam informações sobre o espaço-tempo e a matéria nuclear nos ambientes mais extremos do Universo. Observações individuais das ondas gravitacionais traçam a evolução das estrelas, estrelas aglomeradas e galáxias”, disse ele.

“Reunindo informações de muitos eventos de fusão, podemos começar a entender os ambientes em que as estrelas vivem e evoluem e o que causa seu destino final como buracos negros. Quanto mais longe vemos as ondas gravitacionais dessas fusões, mais jovem o Universo. foi quando eles se formaram. Podemos traçar a evolução das estrelas e galáxias ao longo do tempo cósmico, até quando o Universo era uma fração da sua idade atual.”

Os pesquisadores medem as propriedades populacionais de fusões binárias de buracos negros, como a distribuição de massas de buracos negros. A grande maioria das fusões binárias compactas produz ondas gravitacionais muito fracas para produzir detecções inequívocas – portanto, grandes quantidades de informações atualmente são perdidas por nossos observatórios.

“Além disso, inferências feitas sobre a população de buracos negros podem ser suscetíveis a um ‘viés de seleção’ devido ao fato de que apenas vemos um punhado dos sistemas mais barulhentos e próximos. O viés de seleção significa que podemos estar apenas obtendo um instantâneo dos buracos negros, em vez da imagem completa”, alertou o Dr. Smith.

A análise desenvolvida por Smith e Thrane está sendo testada usando observações do mundo real dos detectores LIGO-VIRGO, com o programa que deverá estar totalmente operacional dentro de alguns anos, de acordo com o Dr. Smith.

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