Estudo revela que mesmo moribundas, estrelas são capazes de gerar campos gravitacionais

Os astrofísicos detectaram ondas gravitacionais principalmente de sistemas binários envolvendo a fusão de buracos negros ou estrelas de nêutrons. Agora, pesquisadores de uma universidade nos EUA propõem analisar um caminho anteriormente inexplorado — os turbulentos campos de detritos que cercam estrelas massivas moribundas.

Usando simulações de última geração, os pesquisadores demonstraram pela primeira vez que esses chamados "casulos" de detritos podem emitir ondas gravitacionais detectáveis.

Ao contrário dos jatos de explosão de raios gama, espera-se que as ondas gravitacionais emitidas por um campo de detritos caiam dentro da banda de frequência detectável pelo Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro (LIGO, na sigla em inglês).

Ore Gottlieb, membro do Centro de Exploração Interdisciplinar e Pesquisa em Astrofísica (CIERA, na sigla em inglês) da Universidade Northwestern, que liderou o estudo, afirmou que "os casulos são um dos primeiros lugares que devemos procurar por esse tipo de fonte [gravitacional]".

Gottlieb apresentou a pesquisa durante um briefing virtual no 242º Encontro da Sociedade Astronômica Americana, onde enfatizou a importância dessas descobertas para a detecção de fontes não binárias de ondas gravitacionais.

As simulações realizadas por Gottlieb e sua equipe visavam modelar o colapso de estrelas massivas em buracos negros, estudando os fluxos ou jatos de partículas resultantes. Inicialmente, o foco estava em saber se o disco de acreção ao redor do buraco negro poderia emitir ondas gravitacionais detectáveis. No entanto, os pesquisadores se depararam com uma revelação inesperada.

"Quando calculei as ondas gravitacionais da vizinhança do buraco negro, encontrei outra fonte atrapalhando meus cálculos — o casulo. Tentei ignorá-lo. Mas descobri que era impossível ignorar. Então percebi que o casulo era um interessante fonte de onda", explicou Gottlieb.

Esses casulos se formam quando os jatos colidem com as camadas em colapso da estrela moribunda, resultando em uma bolha de detritos turbulentos e energéticos. À medida que esta bolha se afasta do jato, ela perturba o espaço-tempo, criando uma ondulação de ondas gravitacionais.

Gottlieb enfatizou que, se os casulos gerarem ondas gravitacionais, o LIGO deve ser capaz de detectá-los durante suas próximas execuções. Embora os pesquisadores tenham procurado principalmente por ondas gravitacionais de uma única fonte de eventos como explosões de raios gama ou supernovas, elas representaram desafios para a detecção do LIGO devido à sua natureza esférica e simétrica. Em contraste, os casulos oferecem uma alternativa assimétrica e altamente energética.

"Nosso estudo é um apelo à ação para que a comunidade [científica] veja os casulos como uma fonte de ondas gravitacionais", insistiu Gottlieb. Ele também destacou o potencial dos casulos como eventos multimensageiros, emitindo ondas gravitacionais e radiação eletromagnética.

Ao estudar esses casulos, os cientistas podem obter informações valiosas sobre o funcionamento interno das estrelas, as características dos jatos e sua prevalência em explosões estelares.