A fusão de buracos negros e estrelas de nêutrons está entre os eventos mais energéticos do universo. Eles não apenas emitem quantidades colossais de energia, como também podem ser detectados por meio de ondas gravitacionais. Observatórios como LIGO/Virgo (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) e KAGRA (The Kamioka Gravitational Wave Detector) detectaram suas ondas gravitacionais, mas novos observatórios de ondas gravitacionais agora são considerados capazes de detectar o colapso de uma estrela massiva girando rapidamente antes que ela se torne um buraco negro. De acordo com uma nova pesquisa, estrelas em colapso dentro de 50 milhões de anos-luz devem ser detectáveis.
A aceleração de objetos massivos pode criar ondulações no espaço-tempo conhecidas como ondas gravitacionais. Elas foram previstas pela primeira vez por Albert Einstein em 1915 em sua Teoria Geral da Relatividade. Acredita-se que as ondas viajam na velocidade da luz e transportam energia através do cosmos. Ao contrário das ondas eletromagnéticas, as ondas gravitacionais parecem interagir fracamente com a matéria, o que lhes permite passar sem impedimentos por estrelas, planetas e galáxias. Em 2015, as primeiras ondas gravitacionais foram detectadas pelo LIGO.
Buracos negros e estrelas de nêutrons são os restos da morte de estrelas. Quando estrelas supermassivas chegam ao fim de suas vidas, elas criam objetos astronomicamente (com o perdão do trocadilho) densos. Estrelas de nêutrons são núcleos estelares onde o espaço entre nêutrons foi espremido, deixando para trás um grande nêutron, geralmente com apenas algumas dezenas de quilômetros de diâmetro. Os restos de estrelas ainda mais massivas são comprimidos em um objeto de tamanho infinitamente pequeno, uma singularidade, a casa de força de um buraco negro.
Em um artigo publicado no The Astrophysical Journal Letters por Ore Gottlieb e equipe, ele propõe como o colapso e a morte de estrelas massivas (da região de 15 a 20 vezes a massa do Sol) podem gerar ondas gravitacionais. À medida que a estrela termina sua vida, o núcleo fica sem combustível e não gera mais a força termonuclear para impedir o colapso. O colapso deixa para trás um grande disco que rapidamente gira em espiral antes de cair no buraco negro e é isso que se pensa, gera ondas gravitacionais. A equipe continua sugerindo que os vários detectores de ondas gravitacionais na Terra podem muito bem ser capazes de detectá-los.
Até o momento, apenas eventos de fusão foram observados por meio de ondas gravitacionais. As simulações do estudo levaram em conta modelos de evolução estelar, incluindo campos magnéticos e taxas de resfriamento nos momentos após o colapso do núcleo. As simulações mostraram que os eventos de colapso produzem ondas gravitacionais poderosas o suficiente para serem detectadas a uma distância de 50 milhões de anos-luz. Os eventos mais poderosos já detectados são dez vezes mais poderosos.
Os resultados são uma surpresa para a equipe que esperava que os resultados mostrassem uma confusão de ondas que seria difícil de discernir acima do ruído de fundo do universo. Eles até sugerem que é possível que dados existentes já possam conter observações de tais eventos.
Para modelar completamente os eventos de colapso e como os dados de ondas gravitacionais podem se apresentar, estima-se que 1 milhão de simulações de colapso precisam ser executadas. Infelizmente, este é um empreendimento caro e improvável de garantir financiamento. Em vez disso, os astrônomos de ondas gravitacionais estão pesquisando dados existentes, procurando por sinais que sejam semelhantes às simulações que a equipe já executou. Uma abordagem é procurar por eventos de supernova e ver se as observações de ondas gravitacionais detectaram algum sinal ao mesmo tempo. A tarefa, no entanto, é assustadora, mas a caça continua.
Fonte : Nova fonte de onda gravitacional detectável de estrelas em colapso prevista por simulações
