Cataclismo cósmico captado pela primeira vez

Dois aparelhos que detetam ondas gravitacionais, um situado na Europa e outro nos Estados Unidos da América, captaram pela primeira vez o sinal de um cataclismo cósmico nunca antes observado: uma colisão entre buracos negros e estrelas de neutrões. Estes dois aparelhos, o Virgo e o LIGO, fazem parte de uma rede de colaboração científica que conta com um terceiro membro, o KAGRA, que neste caso é um representante asiático (Japão).

A colisão, captada tanto pelo Virgo como pelo LIGO aconteceu há centenas de milhões de anos atrás, ou seja, desde então que as ondulações produzidas por esta colisão no espaço-tempo viajam em direção ao nosso planeta à velocidade da luz. Apesar de só agora ter sido registado, Albert Einstein já teria calculado o tipo de onda gravitacional produzida por um fenómeno destes, utilizando para tal as equações da relatividade geral, também conhecidas como equações de Einstein. Os dados registados permitiram confirmar a veracidade dos cálculos desenvolvidos há cerca de um século.

Primeiros sinais e descrição dos fenómenos

Já em janeiro do ano passado, os cientistas responsáveis por estes equipamentos tinham identificado a fusão de duas estrelas de neutrões. Mas neste caso, foi a receção de ondas gravitacionais na Terra que permitiu identificar duas “colisões” distintas, ou seja, dois fenómenos de colisão entre um buraco negro e uma estrela de neutrões em dois momentos temporais diferentes.

Na primeira colisão, um buraco negro nove vezes maior que o Sol colidiu com uma estrela de neutrões que tinha uma dimensão duas vezes superior à do Sol. Muito provavelmente, estes dois corpos celestes orbitaram um ao lado do outro durante dezenas de milhões de anos, mas as ondas gravitacionais recebidas mostram apenas o momento em que colidiram, com uma duração de apenas alguns segundos.

Esta colisão ocorreu a cerca de 900 milhões de anos-luz da Terra, ou seja, seria necessário viajar à velocidade da luz durante 900 milhões de anos para conseguir chegar ao local, algo que é totalmente impensável tendo em conta o nível de desenvolvimento da tecnologia humana.

Já a segunda colisão ocorreu entre um buraco negro seis vezes maior que o Sol e uma estrela de neutrões 1,5 vezes maior que o Sol, tendo ocorrido há cerca de 1000 milhões de anos atrás.

A importância da receção e interpretação das ondas gravitacionais

As ondas gravitacionais caracterizam-se por serem deformações no espaço-tempo, ou seja, na matéria que constitui o universo. Este tipo de ondas é muito semelhante às ondas criadas numa massa de água quando se atira uma pedra, sendo que a capacidade de receber e interpretar estas ondas, através de estudos iniciados por Einstein, pode permitir à humanidade uma nova maneira de olhar o universo.

Esta análise permite compreender melhor a dinâmica, tanto das estrelas de neutrões como dos buracos negros. As estrelas de neutrões quando chegam ao fim da sua vida, quase desabam sobre si, criando uma esfera com um diâmetro idêntico ao das cidades de Lisboa e Porto. Esta compressão num pequeno espaço faz com que uma colher de chá de neutrões tenha o mesmo peso que todos os seres humanos do planeta Terra. Os cientistas acreditam que estas estrelas contêm grandes aglomerações de quarks, partículas elementares das quais são feitos os átomos.

Já os buracos negros têm dinâmicas mais conhecidas pelo público em geral, no entanto, quando têm dimensões muito idênticas à das estrelas de neutrões são capazes de as engolir de uma só vez. Quando as suas dimensões são muito desiguais, os buracos negros acabam por decompor as estrelas de neutrões acabando por “destruir” a estrela em parcelas.