Apesar de serem extraordinariamente difíceis de detectar pela primeira vez, as ondas gravitacionais podem ser encontradas usando diversas técnicas diferentes. A agora famosa primeira detecção no LIGO em 2015 foi apenas uma das várias formas que os cientistas têm procurado. Um novo artigo de investigadores da Europa e dos EUA propõe como os cientistas poderão detectar mais, rastreando a posição exacta do próximo Uranus Orbiter and Probe (UOP).
Inicialmente sugerida pela Pesquisa Decadal de Ciência Planetária e Astrobiologia da NASA, a UOP será a primeira missão a Urano desde que a Voyager visitou o sistema em 1986. Quando finalmente chegar em 2044, após a data de lançamento de 2031, farão quase 60 anos desde a última vez que a humanidade teve uma visão mais detalhada do sistema uraniano.
Mas 13 anos em trânsito com certeza é muito tempo. Parte desse tempo será gasto na obtenção de um impulso gravitacional de Júpiter, mas a maior parte será gasta na navegação entre corpos planetários. E esse tempo gasto entre os planetas é o que os autores do artigo querem utilizar para fazer ciência não-Uraniana.
As ondas gravitacionais podem perturbar a estrutura do espaço-tempo, causando distorções perceptíveis, especialmente em longas distâncias. Se os instrumentos em questão forem suficientemente sensíveis, a enorme distância entre a UOP e a Terra seria uma forma viável de os detectar.
Esta não é a primeira vez que o uso da distância entre uma espaçonave e a Terra é considerado para detectar ondas gravitacionais. Pioneer 11, Cassini e uma triangulação de Galileo, Ulysses e Mars Orbiter tiveram sugestões de serem utilizados para detecção de ondas gravitacionais durante sua jornada para seus destinos finais. No entanto, o equipamento com o qual foram projetados não era sensível o suficiente para captar as mínimas flutuações necessárias para uma detecção real.
A UOP terá as vantagens adicionais de décadas de equipamentos aprimorados, especialmente comunicações e eletrônica de temporização, que são essenciais para qualquer detecção de ondas gravitacionais. Também é bom que já tenhamos detectado oficialmente uma onda gravitacional, então sabemos pelo menos o que procurar.
O mecanismo subjacente é bastante simples – rastrear consistentemente a posição exacta estabelecida da UOP durante o seu cruzeiro de 13 anos até Urano e cruzar quaisquer anomalias na sua posição com o que poderia ser esperado de causas conhecidas. Isso inclui a atração gravitacional de alguns planetas, ou mesmo asteróides, e a pressão da radiação solar sobre a própria espaçonave. Como observam os autores, alguns ou mesmo todos estes factores poderão ter impacto na posição exacta da nave espacial; para que os cálculos funcionem de forma eficaz para encontrar ondas gravitacionais, é necessário concluir melhor o impacto que elas têm, se houver.
Mas há outra causa potencialmente interessante cientificamente para a ligeira deriva posicional da UOP: a matéria escura ultraleve. Em teoria, a UOP poderia ser usada para testar ou mesmo detectar diretamente uma forma de matéria escura conhecida como matéria escura ultraleve, caso ela exista no sistema solar. Os teóricos têm vários modelos que mostram como funcionaria se existisse. A UOP também poderia usar o mesmo tipo de cálculo posicional exato para contribuir para essa pesquisa científica.
O melhor de tudo é que a UOP pode fazer tudo isso literalmente sem nenhuma alteração em sua missão funcional primária – explorar o sistema uraniano. Tudo o que teria que ser mudado na missão seria atualizar a Terra com dados posicionais consistentes cerca de uma vez a cada 10 segundos durante a viagem de 13 anos até o destino final da UOP. Suponha que haja uma chance de que esses check-ins mais frequentes em casa possam ajudar a detectar ondas gravitacionais ou matéria potencialmente escura. Nesse caso, parece valer a pena a consideração dos planeadores da missão UOP – mas resta saber se será incluída ou não. Os autores do artigo apresentaram um argumento convincente sobre por que deveria ser assim.
Saber mais:
Zwick et al. – Preenchendo a lacuna das ondas gravitacionais de micro-Hz por meio do rastreamento Doppler com o Orbitador de Urano e a Missão de Sonda: Binários de buracos negros massivos, sinais do universo primitivo e matéria escura ultraleve
UT – É hora de voltar para Urano. Que perguntas os cientistas têm sobre os gigantes de gelo?
UT – Poderíamos DISPERSAR CubeSats em torno de Urano para rastrear como ele muda
UT – Que missão poderia detectar oceanos nas luas de Urano?
Imagem principal:
Missão proposta do orbitador de Urano.
Crédito – Pesquisa Decadal da NASA
Fonte: InfoMoney
