Quando pensamos no Sistema Solar, a maioria das pessoas imagina o Sol parado no centro, com os planetas girando ao seu redor. Mas todos os corpos no Sistema Solar exercem uma força sobre a estrela, fazendo com que ela também se mova.

Assim sendo, o centro gravitacional (ou baricentro) de nosso sistema não está bem no meio do Sol, mas em algum lugar próximo a sua superfície, do lado de fora dele. Mas descobrir onde exatamente está o baricentro não é fácil, devido às inúmeras forças gravitacionais agindo na região.

Agora, com um software especialmente projetado, uma equipe internacional de astrônomos reduziu para um raio de até 100 metros a localização do baricentro do Sistema Solar – e isso pode melhorar muito nossas medições de ondas gravitacionais. A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal.

Tudo tem a ver com pulsares. Essas estrelas mortas podem girar extremamente rápido – em escala de milissegundos – e disparar raios de radiação eletromagnética de seus polos. Caso eles estejam orientados da maneira certa, esses raios passam como um farol cósmico muito rápido pela Terra, criando um sinal pulsante extremamente regular. Esse pulso regular é útil para diversas coisas, desde pesquisas do meio interestelar até um potencial sistema de navegação.

Recentemente, centros como o Observatório Norte-Americano de Nanohertz para Ondas Gravitacionais (NANOGrav) começaram a usá-los para buscar ondas gravitacionais de baixa frequência, uma vez que elas devem causar distúrbios muito sutis no tempo de uma série de pulsares no céu.

“Usando os pulsares que observamos em toda a Via Láctea, estamos tentando ser como uma aranha parada no meio de sua teia”, comparou o físico e astrônomo Stephen Taylor, da Universidade Vanderbilt e da NANOGrav Collaboration. “Quão bem entendemos o baricentro do Sistema Solar é crítico, pois tentamos sentir o menor formigamento na teia”.

Pequenos erros no cálculo da posição da Terra em relação ao baricentro do Sistema Solar podem afetar as medições do tempo do pulsar e, por sua vez, as buscas por ondas gravitacionais de baixa frequência.

O efeito Júpiter

Parte da dificuldade para encontrar o local exato é responsabilidade de Júpiter. O planeta é o que mais exerce força gravitacional sobre o Sol – outros planetas exercem forças mínimas perto dessa. Sabemos quanto tempo Júpiter leva para orbitar o Sol (cerca de 12 anos terrestres), mas nossa compreensão dessa órbita é incompleta.

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Júpiter é o planeta que mais exerce força gravitacional sobre o Sol. Imagem: Reprodução

As estimativas de localização do baricentro anteriormente eram baseadas no rastreamento Doppler (como a luz dos objetos muda conforme nos movemos em direção contrária ou em direção a eles) para calcular órbitas e massas dos planetas. No entanto, qualquer pequeno erro de cálculo poderia induzir falsas ondas gravitacionais.

Quando a equipe usou o conjunto de dados existentes para analisar os dados do NANOGrav, encontraram resultados inconsistentes. Foi então que o software, chamado BayesEphem, entrou em cena. Ele foi projetado para modelar e corrigir incertezas nas órbitas mais relevantes para pesquisas de ondas gravitacionais usando pulsares – principalmente a de Júpiter.

Assim que BayesEphem foi aplicado aos dados do NANOGrav, eles foram capazes de colocar um novo limite superior nas estatísticas de detecção e de ondas gravitacionais. Então, puderam calcular uma localização nova e mais precisa para o baricentro do Sistema Solar, permitindo detecções muito mais precisas de ondas gravitacionais de baixa frequência.

“Ao encontrar ondas gravitacionais dessa maneira, além de outros experimentos, obtemos uma visão mais holística de todos os diferentes tipos de buracos negros no universo”, contou Taylor.

Via: Science Alert