Não há duas sem três e o ditado também passou a ser válido para as ondas gravitacionais. O observatório LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) detectou, pela terceira vez, o fenómeno das ondulações no espaço e no tempo, previsto por Einstein há 100 anos e só recentemente confirmado. Tal como aconteceu nas duas vezes anteriores, as ondas foram produzidas quando dois buracos negros colidiram e formaram um só, maior. O novo sinal foi recebido a 4 de Janeiro deste ano e a revelação foi feita esta quinta-feira.

Há muito, muito tempo, dois buracos negros que rodavam sobre si mesmos chocaram e fundiram-se num só, numa união que criou ondas gravitacionais que viajaram no espaço até atingir a Terra. Com a ajuda dos dois detectores usados pela colaboração internacional LIGO, os cientistas registaram o fenómeno e descrevem-no esta quinta-feira na revista Physical Review Letters. É a terceira vez que se confirma a passagem de ondas gravitacionais pela Terra.

Apesar de recente, a data de 14 de Setembro de 2015 faz parte da história da astrofísica, em particular, e da ciência, em geral. É o dia que assinala a primeira detecção de ondas gravitacionais, um século depois de o físico Albert Einstein ter defendido, na sequência da sua teoria da relatividade geral, que este fenómeno existia. A observação só foi tornada pública uns meses depois, em Fevereiro de 2016, mas a comunidade científica (e não só) aplaudiu de pé e foram muitos os que acreditaram estar a testemunhar o acontecimento científico do século.

A segunda detecção foi feita em Dezembro de 2015 e também só foi divulgada uns meses depois, em Junho de 2016. Segundo os cálculos dos cientistas, a primeira detecção correspondia à formação de um buraco negro com 62 massas solares e a segunda com 21. Desta vez – a terceira – as observações sugerem que se trata de um buraco negro com 49 massas solares.

A caça das ondas gravitacionais tem 100 anos e actualmente é um esforço que une mais de mil cientistas em todo o mundo, juntando o LIGO, com dois detectores duplos instalados nos EUA (em Livingston e Hanford), e a colaboração Virgo que integra físicos e engenheiros de vários grupos de investigação europeus.

Uma janela aberta para o Universo

Uma nova janela no campo da astrofísica está definitivamente escancarada, nota o comunicado do LIGO que anuncia a mais recente descoberta. “Temos mais uma confirmação da existência de buracos negros estelares que são maiores do que 20 massas solares – são objectos que não sabíamos que existiam antes de o LIGO os detectar”, afirma David Shoemaker, investigador do Instituto de Tecnologia do Massachusetts (MIT) e porta-voz da Colaboração Científica LIGO, que representa o LIGO e a Virgo.

Os dados recebidos também fornecem algumas novas pistas sobre os movimentos dos buracos negros, que giram sobre si mesmos, como piões, sem estarem alinhados. Num determinado momento, estes piões formam pares. Um sistema binário, especificam os cientistas. Para simplificar, o comunicado usa a imagem de dois bailarinos de patinagem artística que giram sobre si mesmos ao mesmo tempo que giram um à volta do outro. Existem dois modelos que explicam a formação destes pares e o início deste bailado. Um sugere que o par de bailarinos nasce ao mesmo tempo, a partir da explosão de um par de estrelas mantendo o alinhamento destas estrelas. No outro modelo, os dois buracos negros formam um par no centro de uma massa de estrelas e giram em várias direcções.

As observações feitas na terceira detecção de ondas gravitacionais permitem concluir que o par de buracos negros que se fundiu há 3000 milhões de anos não estava alinhado, encaixando melhor no segundo modelo sobre a formação destes sistemas binários.

Desta vez, a detecção referia-se a um evento bastante mais distante do que a primeira vez que as ondas gravitacionais foram detectadas e que resultaram de uma fusão ocorrida há 1300 milhões de anos. “Os instrumentos do LIGO atingiram uma sensibilidade impressionante”, observa Jo van Den Brand, um físico do Instituto Nacional Holandês de Física Subatómica (Nikhef) e porta-voz da Virgo, adiantando que espera que a colaboração europeia amplie a rede de detectores este Verão para melhor captar estes sinais.

 O LIGO também planeia fazer algumas melhorias técnicas para aumentar a sensibilidade dos detectores no final de 2018. Juntos, os cientistas de todo o mundo vão continuar a procurar os sinais que ajudam a explicar o Universo feito de buracos negros que formam pares e se fundem e de outros mistérios, como a matéria negra ou a procura de ondas gravitacionais produzidas por colisões de estrelas de neutrões, estrelas supermaciças que, como buracos negros, também morreram.