ARLA/CLUSTER: Ondas Gravitacionais medem o Universo e atribuem uma estimativa aproximada da sua idade entre 11,9 e 15,7 mil milhões de anos.

[João Costa > CT1FBF]

*ONDAS GRAVITACIONAIS MEDEM O UNIVERSO*
<https://i.imgur.com/HvQRsmU.jpg>
NGC4993, a galáxia que hospeda o evento de onda gravitacional GW170817 que
foi usado para medir a idade do Universo. A fonte deste evento é o ponto
avermelhado para cima e para a esquerda do centro da galáxia; não estava aí
em imagens anteriores.
Crédito: NASA e ESA
(clique na imagem para ver versão maior)


A deteção direta de ondas gravitacionais em pelo menos cinco fontes nos
últimos dois anos fornece uma confirmação espetacular do modelo de
gravidade e espaço-tempo de Einstein. A modelagem destes eventos também
forneceu informações sobre a formação de estrelas massivas, explosões de
raios-gama, características das estrelas de neutrões e (pela primeira vez)
a verificação de ideias teóricas sobre como os elementos muito pesados,
como o ouro, são produzidos.

Os astrónomos usaram agora um único evento de onda gravitacional (GW170817)
para medir a idade do Universo. Uma equipa composta por 1314 cientistas de
todo o mundo contribuiu para a deteção de ondas gravitacionais oriundas da
fusão de um par de estrelas de neutrões, seguida pela deteção de raios-gama
e depois pela identificação da origem do cataclismo numa fonte localizada
na galáxia NGC4993 avistada em imagens obtidas com vários atrasos de tempo
e em comprimentos de onda que vão desde os raios-X até ao rádio.

A análise das ondas gravitacionais deste evento infere a sua força
intrínseca. A força observada é menor, o que implica (porque a força
diminui com a distância à fonte) que a fonte está a aproximadamente 140
milhões de anos-luz de distância. NGC4993, a sua galáxia hospedeira, tem
uma velocidade externa devido à expansão do Universo que pode ser medida a
partir das linhas do espectro. A determinação da distância da galáxia e da
velocidade com que se afasta de nós permite que os cientistas calculem o
tempo desde que a expansão começou - a idade do Universo: entre
aproximadamente 11,9 e 15,7 mil milhões de anos, tendo em conta as
incertezas experimentais.

A idade derivada deste único evento é consistente com as estimativas de
décadas de observações que se baseiam em métodos estatísticos usando outras
duas fontes: a radiação cósmica de fundo em micro-ondas e os movimentos das
galáxias. A primeira baseia-se no mapeamento da distribuição muito fraca de
luz que remonta a uma época mais ou menos 400 mil anos após o Big Bang; a
segunda envolve uma análise estatística das distâncias e movimentos de
dezenas de milhares de galáxias em épocas relativamente recentes. O facto
de que este único evento de onda gravitacional foi capaz de determinar a
idade do Universo, é incrível, e não é possível para cada deteção de ondas
gravitacionais. Neste caso, houve a identificação ótica da fonte (de modo
que uma velocidade pôde ser medida) e a fonte nem estava muito longe nem
era muito ténue. Com uma grande amostra estatística de eventos de ondas
gravitacionais de todos os tipos, o intervalo atual de valores para a idade
vai ficar mais pequeno.

O novo resultado é intrigante por outro motivo. Embora tanto a radiação
cósmica de fundo em micro-ondas e as medições das galáxias sejam bastante
precisas, parecem discordar uma da outra em mais ou menos 10%. Esta
divergência pode ser apenas um erro observacional, mas alguns astrónomos
suspeitam que pode ser uma diferença real, refletindo algo que falta
atualmente na nossa imagem do processo de expansão cósmica, talvez
relacionada com o facto da radiação cósmica de fundo remontar a uma época
radicalmente diferente do tempo cósmico do que os dados das galáxias. Este
terceiro método, os eventos de ondas gravitacionais, podem ajudar a
resolver o enigma.

*Links:*

*Núcleo de Astronomia do CCVAlg:*
22/12/2017 - Observações rádio apontam para explicação provável de
fenómenos de fusão de estrelas de neutrões
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2017/12/22_gw170817.htm>
17/11/2017 - LIGO e VIRGO detetam mais outra fusão de buracos negros
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2017/11/17_gw170608.htm>
17/10/2017 - Telescópios do ESO observam primeira luz de uma fonte de ondas
gravitacionais
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2017/10/17_ondas_gravitacionais.htm>
29/09/2017 - Ondas gravitacionais da fusão de um buraco negro binário
observadas pelo LIGO e pelo VIRGO
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2017/09/29_ondas_gravitacionais_ligo_virgo.htm>
02/06/2017 - LIGO deteta ondas gravitacionais pela terceira vez
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2017/06/2_ligo_ondas_gravitacionais.htm>
07/03/2017 - Um novo olhar sobre a natureza da matéria escura
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2017/03/7_microlentes_buracos_negros_primordiais.htm>
17/06/2016 - LIGO deteta ondas gravitacionais pela segunda vez
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2016/06/17_ligo_ondas_gravitacionais.htm>
26/02/2016 - Buracos negros gémeos do LIGO podem ter nascido de uma única
estrela
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2016/02/26_buracos_negros_ligo.htm>
12/02/2016 - Detetadas ondas gravitacionais 100 anos após a previsão de
Einstein
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2016/02/12_ondas_gravitacionais.htm>

*Notícias relacionadas:*
Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (comunicado de imprensa)
<https://www.cfa.harvard.edu/news/su201801>
Artigo científico (arXiv.org) <https://arxiv.org/abs/1710.05835>
Nature
<https://www.nature.com/nature/journal/v551/n7678/full/nature24471.html>
PHYSORG <https://phys.org/news/2018-01-gravitational-universe.html>


*GW170817:*Wikipedia <https://en.wikipedia.org/wiki/GW170817>

*Estrelas de neutrões:*
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_star>
Universidade de Maryland <http://www.astro.umd.edu/~miller/nstar.html>

*NGC 4993:*
SIMBAD <http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=NGC%204993>
DSO Browser <https://dso-browser.com/deep-sky/6088/ngc-4993/galaxy>
Wikipedia <https://en.wikipedia.org/wiki/NGC_4993>

*Ondas gravitacionais:*
Wikipedia <https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave>
Astronomia de ondas gravitacionais - Wikipedia
<https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave_detection>
Ondas gravitacionais: como distorcem o espaço - Universe Today
<http://www.universetoday.com/127255/gravitational-waves-101/>
Detetores: como funcionam - Universe Today
<http://www.universetoday.com/127286/gravitational-wave-detectors-how-they-work/>
As fontes de ondas gravitacionais - Universe Today
<http://www.universetoday.com/127329/gravitational-wave-sources/>
O que é uma onda gravitacional (YouTube)
<https://www.youtube.com/watch?v=4GbWfNHtHRg>

Fonte: 2018 - Núcleo de Astronomia do Centro Ciência Viva do Algarve
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