Em fevereiro de 2016, cientistas que trabalhavam para o Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro Laser (LIGO) fez história ao anunciar a primeira detecção de ondas gravitacionais (GW). Estas ondas, previstas pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein, são criadas quando objetos massivos colidem (estrelas de nêutrons ou buracos negros), causando ondulações no espaço-tempo que podem ser detectadas a milhões ou bilhões de anos-luz de distância. Desde a sua descoberta, os astrofísicos têm encontrado aplicações para a astronomia GW, que incluem a sondagem do interior de estrelas de nêutrons.
Por exemplo, os cientistas acreditam que sondar as emissões contínuas de ondas gravitacionais (CW) das estrelas de neutrões revelará dados sobre a sua estrutura interna e equação de estado e poderá fornecer testes da Relatividade Geral. Em um estudo recentemembros do LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) A colaboração conduziu uma busca por CWs de 45 pulsares conhecidos. Embora os seus resultados não tenham mostrado sinais de CWs emanados da sua amostra de pulsares, o seu trabalho estabelece limites superiores e inferiores na amplitude do sinal, potencialmente ajudando futuras pesquisas.
A Colaboração LVK é um consórcio internacional de cientistas de centenas de universidades e institutos de todo o mundo. Esta colaboração combina dados do Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro Laser (LIGO) observatórios gêmeos, o Observatório de Virgeme o Detector de ondas gravitacionais Kamioka (KAGRA). A pré-impressão do artigo, “Busca por ondas gravitacionais contínuas de pulsares conhecidos na primeira parte da quarta execução de observação LIGO-Virgo-KAGRA,” recentemente apareceu on-line.
Descobertos pela primeira vez em 1967, os pulsares são uma classe de estrelas de nêutrons que possuem fortes campos magnéticos, fazendo com que emitam feixes de radiação eletromagnética de seus pólos. Eles também giram rapidamente, criando um efeito estroboscópico que lembra um farol. Dada a sua estabilidade e previsibilidade, os pulsares apresentam uma oportunidade para procurar ondas gravitacionais contínuas (CWs). Ao contrário dos GW transitórios, que são produzidos por fusões de buracos negros binários e estrelas de nêutrons, os CWs são sinais de longa duração que se espera venham de objetos massivos e giratórios (como pulsares).
Até o momento, todos os eventos GW observados pelos astrônomos foram de natureza transitória. Para encontrar evidências destes eventos, a equipe procurou sinais de 45 pulsares conhecidos (e uma busca em banda estreita de 16 pulsares) da primeira parte do quarta corrida de observação LIGO-Virgo-KAGRA (O4a). Eles também empregaram três métodos independentes de análise de dados e dois modelos de emissão diferentes. Como indicaram no artigo, nenhum sinal CW foi detectado, mas os resultados ainda foram informativos:
“Nenhuma evidência de sinal CW foi encontrada para nenhum dos alvos. Os resultados do limite superior mostram que 29 alvos ultrapassam o limite teórico de spin-down. Para 11 dos 45 pulsares não analisados na última pesquisa direcionada do LVK, temos uma melhoria notável na sensibilidade de detecção em comparação com pesquisas anteriores. Para essas metas, superamos ou igualamos o limite teórico de spin-down para o modelo de emissão de harmônico único. Também temos, em média, uma melhoria nos limites superiores para o componente de baixa frequência da busca dual-harmônica para todos os pulsares analisados.”
A equipe também conduziu uma busca por polarização que seja consistente com uma teoria da gravitação alternativa à Relatividade Geral (Teoria Brans-Dicke). Embora os CWs permaneçam não confirmados, a equipe prevê que uma análise completa do conjunto completo de dados O4 melhorará a sensibilidade das pesquisas direcionadas/de banda estreita para pulsares e CWs.
Leitura adicional: arXiv
