O Universo é um lugar turbulento. As estrelas estão explodindo, as estrelas de nêutrons colidem e os buracos negros supermassivos estão se fundindo. Todas essas coisas e muitas outras criam ondas gravitacionais. Como resultado, o cosmos é preenchido por um mar ondulante de vibrações gravitacionais. Embora tenhamos sido capazes de detectar ondas gravitacionais diretamente desde 2016, a astronomia das ondas gravitacionais ainda está em sua infância. Só conseguimos observar as ondulações gravitacionais da colisão de buracos negros estelares. Mesmo assim, tudo o que podemos realmente detectar é o ruído gravitacional final criado nos últimos momentos da fusão.
Podemos, no entanto, reunir evidências indiretas da origem cósmica das ondas gravitacionais. No ano passado, o Observatório Nanohertz de Ondas Gravitacionais da América do Norte (NANOGrav) divulgou suas primeiras observações, que foram baseados em pulsares de milissegundos.
A ideia por trás do projeto NANOGrav é que os pulsares emitam pulsos de rádio muito regulares. Pulsares de milissegundos são apenas estrelas de nêutrons em rotação rápida que varrem um feixe de energia de rádio em nossa direção a cada rotação. Então, a menos que uma estrela de nêutrons experimente um raro terremotoo tempo do pulsar é tão consistente que podemos usá-lo como um relógio cósmico. Isto significa que qualquer pequena variação no tempo é devida a uma mudança no movimento relativo. À medida que as ondas gravitacionais cósmicas passam por um pulsar, o tempo observado muda ligeiramente. A mudança não é grande o suficiente para ser observada com um pulsar individual, mas é grande o suficiente para que uma análise estatística de muitos pulsares revele as ondas gravitacionais.
Nos resultados de 2023, o NANOGrav encontrou evidências de ondas gravitacionais cósmicas, mas não tinha dados suficientes para identificar a fonte. Mas mesmo isso foi um resultado tremendo. Foram necessários 15 anos de observações apenas para provar a existência destas ondas cósmicas. Agora, um novo observatório lançou um conjunto de dados e isso é uma virada de jogo.
O conjunto de rádio MeerKat é uma coleção de 64 antenas localizadas na África do Sul e administradas pelo Observatório de Radioastronomia da África do Sul (SARAO). Esta semana, o SARAO divulgou uma série de artigos sobre seus resultados depois de apenas quatro anos e meio. Enquanto o NANOGrav examinou pulsares de 67 milissegundos, o MeerKAT coletou dados em 83. Ele observou esses pulsares com uma resolução semelhante ao NANOGrav, mas o fez em um terço do tempo. Estes resultados confirmam novamente a existência de ondas gravitacionais cósmicas, mas tal como o NANOGrav não confirmam a origem. Ainda precisamos de mais dados para provar que são gerados por buracos negros binários na Via Láctea. Mas agora que temos duas equipas de observação a trabalhar nisso, as provas necessárias deverão ser encontradas num futuro relativamente próximo.
Referência: Agazie, Gabriella, et al. “O conjunto de dados NANOGrav de 15 anos: Evidência de um fundo de onda gravitacional.” As cartas do jornal astrofísico 951,1 (2023): L8.
Referência: Miles, Matthew T., et al. “O MeerKAT Pulsar Timing Array: A divulgação de dados de 4,5 anos e o ruído e sinais estocásticos da população de pulsares de milissegundos.” Avisos mensais da Royal Astronomical Society (2024): stae2572.
Referência: Miles, Matthew T., et al. “The MeerKAT Pulsar Timing Array: A primeira busca por ondas gravitacionais com o radiotelescópio MeerKAT.” Avisos mensais da Royal Astronomical Society (2024): stae2571.
Referência: Grunthal, Kathrin, et al. “A matriz de temporização do pulsar MeerKAT: mapas do céu das ondas gravitacionais com a divulgação de dados de 4,5 anos.” Avisos mensais da Royal Astronomical Society (2024):stae2573.
