Em fevereiro de 2016, os cientistas do Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO) fizeram história ao anunciar a primeira detecção de ondas gravitacionais (GWs). Essas ondulações no próprio tecido do Universo, causadas por fusões de buracos negros ou colisões de anãs brancas, foram preditas pela teoria da relatividade geral de Einstein, cerca de um século atrás.
Há cerca de um ano, as duas instalações do LIGO foram colocadas offline, para que seus detectores passassem por uma série de atualizações de hardware. Com essas atualizações concluídas, o LIGO anunciou recentemente que o observatório voltará a ficar on-line no dia 1º de abril. Nesse ponto, seus cientistas esperam que sua sensibilidade aumentada permita a realização de detecções "quase diariamente".
Até agora, um total de 11 eventos de ondas gravitacionais foram detectados ao longo de cerca de três anos e meio. Dez destes foram o resultado de fusões de buracos negros, enquanto o sinal restante foi causado por um par de estrelas de nêutrons colidindo (um evento de kilonova). Ao estudar esses eventos e outros como eles, os cientistas efetivamente embarcaram em uma nova era da astronomia.
E com as atualizações do LIGO agora concluídas, os cientistas esperam dobrar o número de eventos que foram detectados no próximo ano. Disse Gabriela González, professora de física e astronomia na Universidade Estadual da Louisiana que passou anos caçando GWs:
“Galileu inventou o telescópio ou usou o telescópio pela primeira vez para fazer astronomia há 400 anos. E hoje ainda estamos construindo telescópios melhores. Penso que esta década foi o começo da astronomia das ondas gravitacionais. Portanto, isso continuará progredindo, com melhores detectores, com diferentes detectores, com mais detectores. ”
Localizados em Hanfrod, Washington e Livingston, Louisiana, os dois detectores LIGO consistem em dois tubos de concreto que são unidos na base (formando um formato gigante em L) e se estendem perpendiculares entre si por cerca de 3,2 km (2 milhas). Dentro dos dutos, dois poderosos raios laser que são refletidos em uma série de espelhos são usados para medir o comprimento de cada braço com extrema precisão.
À medida que as ondas gravitacionais passam pelos detectores, elas distorcem o espaço e fazem com que o comprimento mude na menor distância possível (ou seja, no nível subatômico). Segundo Joseph Giaime, chefe do Observatório LIGO em Livingston, Louisiana, as atualizações recentes incluem ópticas que aumentam a potência do laser e reduzem o “ruído” em suas medições.
Durante o restante do ano, a pesquisa sobre ondas gravitacionais também será reforçada pelo fato de um terceiro detector (o Virgo Interferometer na Itália) também estar realizando observações. Durante a última execução de observação do LIGO, que durou de novembro de 2016 a agosto de 2017, o Virgo estava apenas operacional e capaz de oferecer suporte até o final.
Além disso, o observatório KAGRA do Japão deverá entrar em operação em breve, permitindo uma rede de detecção ainda mais robusta. No final, ter vários observatórios separados por vastas distâncias ao redor do mundo não apenas permite um maior grau de confirmação, mas também ajuda a diminuir os locais possíveis de fontes de GW.
Para a próxima corrida de observação, os astrônomos da GW também terão o benefício de um sistema de alerta público - que se tornou uma característica regular da astronomia moderna. Basicamente, quando o LIGO detecta um evento GW, a equipe envia um alerta para que os observatórios de todo o mundo possam apontar seus telescópios para a fonte - caso o evento produza fenômenos observáveis.
Certamente esse foi o caso do evento kilnova que ocorreu em 2017 (também conhecido como GW170817). Depois que as duas estrelas de nêutrons que produziram os GWs colidiram, um brilhante resplendor posterior resultou que realmente ficou mais brilhante com o tempo. A colisão também levou à liberação de jatos super rápidos do material e à formação de um buraco negro.
Segundo Nergis Mavalvala, pesquisador de ondas gravitacionais do MIT, fenômenos observáveis relacionados a eventos de GW têm sido um tratamento raro até agora. Além disso, sempre há a chance de que algo completamente inesperado seja detectado, o que deixará os cientistas perplexos e surpresos:
"Vimos apenas um punhado de buracos negros dentre todos os possíveis que existem por aí. Ainda existem muitas, muitas perguntas que ainda não sabemos como responder ... É assim que a descoberta acontece. Você liga um novo instrumento, aponta-o para o céu e vê algo que não imaginava existir.
A pesquisa de ondas gravitacionais é apenas uma das várias revoluções que ocorrem na astronomia atualmente. E assim como os outros campos de pesquisa (como estudos de exoplanetas e observações do Universo primitivo), ele se beneficia da introdução de instrumentos e métodos aprimorados nos próximos anos.
