Pesquisadores observaram um sinal notável, diferente de todos os observados anteriormente: GW190412 é a primeira observação da fusão de um buraco negro binário onde os dois objetos têm massas muito diferentes, de 8 e 30 vezes a massa do Sol.
© IAE (fusão de um buraco negro binário)
O GW190412 foi observado pelos detectores LIGO e Virgo no dia 12 de abril de 2019, no início da terceira campanha de observação (O3) dos instrumentos. As análises revelam que a fusão ocorreu a uma distância de 1,9 a 2,9 bilhões de anos-luz da Terra.
Isto não só permitiu medições mais precisas das propriedades astrofísicas do sistema, como também permitiu que os cientistas do LIGO/Virgo verificassem uma previsão até agora não testada da teoria da relatividade geral de Einstein.
"Pela primeira vez 'ouvimos' em GW190412 o zumbido inconfundível de ondas gravitacionais de uma harmonia mais alta, semelhante a sons de instrumentos musicais," explica Frank Ohme, líder do grupo de pesquisa "Observações de Fusões Binárias e Relatividade Numérica" do Instituto Max Planck para Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) em Hannover. "Em sistemas com massas desiguais como GW190412, a nossa primeira observação deste tipo, estes tons no sinal das ondas gravitacionais são muito mais altos do que nos das nossas observações normais. É por isso que não os conseguíamos ouvir antes, mas com GW190412, finalmente podemos."
Esta observação confirma mais uma vez a teoria da relatividade geral de Einstein, que prevê a existência destes tons mais agudos, ou seja, ondas gravitacionais com duas ou três vezes a frequência fundamental observada até agora.
Este é o primeiro buraco negro binário observado cuja diferença de massa entre os dois objetos é tão grande, significando que é possível medir com mais precisão várias propriedades do sistema: a sua distância até a Terra, o ângulo de observação e a rapidez com que o buraco negro mais pesado gira sobre si próprio.
Os pesquisadores do Instituto Albert Einstein (IAE) contribuíram para a detecção e análise de GW190412. Forneceram modelos precisos das ondas gravitacionais dos buracos negros coalescentes que incluíram, pela primeira vez, a precessão das rotações dos buracos negros e os momentos multipolos para lá do quadrupolo dominante. Estas características impressas na forma da onda foram cruciais para extrair informações únicas sobre as propriedades da fonte e realizar os nossos testes da relatividade geral. As redes de computadores de alto desempenho "Minerva" e "Hypatia" no IAE em Potsdam e "Holodeck" no IAE em Hannover contribuíram significativamente para a análise do sinal.
Os cientistas do LIGO/Virgo também usaram GW190412 para procurar desvios dos sinais que a teoria da relatividade geral de Einstein prevê. Embora o sinal tenha propriedades diferentes de todos os outros encontrados até agora, os pesquisadores não conseguiram encontrar um desvio significativo das previsões relativísticas gerais.
A rede de detectores emitiu alertas para 56 possíveis eventos (candidatos) de ondas gravitacionais durante a campanha O3 (de 1 de abril de 2019 a 27 de março de 2020, com uma interrupção para atualizações e comissionamento em outubro de 2019). Destes 56, um outro sinal confirmado, GW190425, já foi publicado.
A observação de GW190412 significa que sistemas similares provavelmente não são tão raros quanto o previsto por alguns modelos. Portanto, com observações adicionais de ondas gravitacionais e catálogos de eventos cada vez maiores no futuro, são esperados mais destes sinais. Cada um deles poderá ajudar no melhor entendimento como os buracos negros e os seus sistemas binários são formados, e propiciar novos dados sobre a física fundamental do espaço-tempo.
Fonte: Albert Einstein Institute
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