Pesquisadores do Centro de Astrofísica de Harvard detectaram pela primeira vez uma fonte de ondas gravitacionais: um sistema binário composto por duas estrelas anãs brancas com um curto período orbital, agora nomeado como J2322 + 0509. De acordo com os cientistas que publicaram esse achado na Astrophysical Journal Letters, essa é a primeira fonte de ondas gravitacionais do tipo já detectada.
“As teorias preveem que existem muitos binários de anã branca com núcleo duplo de hélio”, explica o astrônomo Warren Brown, principal autor do estudo. “Essa detecção fornece uma âncora para esses modelos e para realizar experiências futuras, para que possamos encontrar mais dessas estrelas e determinar seus verdadeiros números”, completa.
Além avançar no entendimento desses sistemas e das fontes de ondas gravitacionais, esse estudo será importante na validação da eficiência de um instrumento que será lançado em 2034, o observatório de ondas gravitacionais Lisa (Laser Interferometer Space Antenna). “Os binários de verificação são importantes porque sabemos que Lisa os verá dentro de algumas semanas após ligar os telescópios”, afirma Mukremin Kilic, da Universidade de Oklahoma, e coautor do estudo.
O sistema binário ainda trouxe outra surpresa para os pesquisadores. Com um período orbital de 1.201 segundos, ou pouco mais de 20 minutos, a dupla possui o terceiro período mais curto de todos os binários desanexados conhecidos. “Este par está no extremo de estrelas com curtos períodos orbitais”, afirma Brown. “E sua órbita está decaindo. As ondas gravitacionais que estão sendo emitidas estão causando a perda de energia do sistema binário; em seis ou sete milhões de anos eles se fundirão em uma única anã branca mais massiva”.
Estrelas anãs brancas são o que se tornam estrelas como o nosso Sol depois que ficam sem combustível. Por muitos anos, os pesquisadores previram que deveria haver sistemas binários ou de dois objetos compostos por estrelas anãs brancas. Segundo a relatividade geral, duas dessas massas que orbitam umas às outras devem emitir energia na forma de ondas gravitacionais, que são ondulações ou distúrbios no tecido do espaço-tempo.
“Este binário não possui curva de luz”, conta Brown. “Não conseguimos detectar um sinal fotométrico porque não há um”. Então, em vez de usar um estudo fotométrico, que analisa a própria luz, a equipe usou estudos espectroscópicos, que observam como a matéria interage com a radiação eletromagnética, como a luz visível, para identificar o movimento orbital das estrelas.
Mas, embora o sistema tenha sido difícil de detectar, acontece que esse tipo de binário é uma fonte extremamente forte de ondas gravitacionais. Os pesquisadores determinaram que, devido ao alinhamento do sistema em relação à Terra, os instrumentos devem captar um sinal 2,5 vezes mais forte do que se o mesmo sistema estivesse em uma direção diferente.
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