Descoberta de onda gerada por choque de estrelas é revolucionária: imagens

Pela primeira vez, os telescópios e observatórios espaciais registraram um fenômeno que deve iniciar uma nova era na ciência que estuda o universo: a passagem de ondas gravitacionais e de ondas eletromagnéticas, acompanhadas de luz, cuja origem foi a fusão de duas estrelas de nêutron, a 130 milhões de anos-luz da Terra.

O anúncio foi realizado pelos cientistas que operam os principais equipamentos de observação espacial do mundo, caso do Ligo (Observatório Interferométrico de Ondas Gravitacionais, com duas bases localizadas nos Estados Unidos), do Virgo (com uma base na Itália), do ESO (Observatório Europeu do Sul, com uma base no Chile) e do telescópio espacial Hubble, em órbita - ao todo, o trabalho envolveu mais de 70 telescópios e cerca 1,5 mil pesquisadores.

"É tremendamente excitante experimentar um evento raro, que transforma a nossa compreensão do funcionamento do universo", disse France Córdova, diretora da Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos, que financia parte da pesquisa. "Há raras ocasiões em que um cientista tem a chance de testemunhar uma nova era no início. Este é um desses momentos", comemorou Elena Pian, astrônoma e principal autora do artigo científico sobre a descoberta.

Ondas geradas pela fusão de estrelas de nêutrons

Em 2015, foi registrada pela primeira vez a passagem de uma onda gravitacional pela Terra - e evento foi visto mais quatro vezes desde então e tal descoberta rendeu um Prêmio Nobel de Ciência a seus pesquisadores.

À época, foi um avanço enorme para confirmar parte da tese da Teoria da Relatividade, apresentada por Albert Einstein em 1915.

Para Einstein, o universo é uma espécie de tecido plano formado por uma unidade de medida conceitual, chamada de tempo-espaço. Quando há objetos celestes cuja massa é extremamente densa, casos das estrelas e dos buracos negros, eles atraem tudo que está a seu redor para si - estrelas mantêm a órbita dos planetas e buracos negros engolem o que chega perto.

As ondas gravitacionais, previa Einstein, seriam deformações temporárias que se movimentam à velocidade da luz causadas pelo impacto de eventos como fusão de buracos negros ou de estrelas supermassivas.

O recente anúncio demonstra que sua teoria estava certa em dois sentidos: até a própria luz pode se mover pelo universo e que realmente a fusão de estrelas de nêutron gera tal tipo de atividade.

Estrelas de nêutron são núcleos estelares extremamente densos. Embora sejam pequenas (cerca de 20 km de diâmetro) e não tão massivas (os cientistas divulgaram que as estrelas envolvidas na fusão tinham 1,1 e 1,6 vezes a massa do Sol), tais astros têm densidade incomparável: para uma medida de uma colher de chá há mais de um bilhão de toneladas. Quando se fundem, dão origem a uma kilonova, fenômeno cujo brilho é mil vezes mais intenso que uma supernova.

Explosão enviou metais pesados ao planeta Terra

Uma das grandes dúvidas entre cientistas de diversas áreas do conhecimento era a origem dos elementos químicos mais pesados que o ferro, caso do ouro, do chumbo e da platina, por exemplo. Parece que a questão foi respondida: esses elementos foram detectados após a colisão das estrelas de nêutron, junto com as rajadas de raios gama de curta duração.

O que os cientistas identificaram é que, quando as estrelas de nêutron se fundem, forma-se uma bola de fogo no espaço seguida imediatamente pela kilonova e explode. Nessa liberação enorme de energia, são forjados tais elementos pesados e enviados para todas as partes do universo.

Como foi feita a descoberta

O conceito de kilonova foi introduzido à ciência há cerca de 30 anos, mas o evento registrado agora ocorreu 130 milhões de anos atrás. O sinal gravitacional precisou de todo este tempo para chegar a nosso planeta, e foi detectado no dia 17 de agosto, às 8:41 do horário de verão europeu (5:41 no Brasil). Foi batizado de GW170817.

Os sinais foram identificados pelos dois detectores do Ligo e pelo detector do Virgo, que trabalham em conjunto. Posteriormente, foram cruzadas informações com os demais observatórios espaciais. Devido à abundância de detecções, foi possível entender com precisão a origem das ondas.

Sabe-se o posicionamento das duas estrelas antes da fusão, em uma rota espiral cuja distância era ínfima para um corpo celeste, de apenas 300 km. E também que a frequência da onda é bem mais longa do que as causadas pelos buracos negros.

Quando fusões de buracos negros ocorrem, as ondas produzem “ecos” que levam uma fração de segundos quando são detectados. Neste caso, o “eco” durou aproximadamente 100 segundos - equivalente à faixa de alguns instrumentos musicais - e veio acompanhado, dois segundos depois, da onda eletromagnética, que pode ser observada também por sua luz.

Entenda as ondas gravitacionais

• Nobel de Física foi dado à maior descoberta do século sobre o universo
• Detecção de onda gravitacional mudará tudo que sabemos do universo
• Onda gerada por fusão de buracos negros cruzou a Terra e confirma Einstein