O cosmos está vibrando com ondas gravitacionais, descobrem os astrônomos

Avanço rápido para quarta-feira: cada colaboração agora está publicando resultados de dados coletados independentemente, todos os quais suportam a existência de um fundo de onda gravitacional. A equipe do NANOGrav possui o maior conjunto de dados, com 15 anos de medições de 67 pulsares, cada um monitorado por pelo menos três anos.

As descobertas carregam um nível de confiança na faixa de 3,5 a 4 sigma, um pouco abaixo do padrão 5 sigma geralmente esperado pelos físicos para reivindicar uma descoberta definitiva. Isso significa que as chances de ver um resultado como esse aleatoriamente são de cerca de 1 em 1.000 anos, disse o Dr. Mingarelli. “Isso é bom o suficiente para mim, mas outras pessoas querem uma vez em um milhão de anos”, disse ela. “Vamos chegar lá eventualmente.”

Marcelle Soares-Santos, astrofísica da Universidade de Michigan que não participou do trabalho, reconheceu que, embora essa fosse uma evidência inicial, os resultados eram atraentes. “Isso é algo que a comunidade esperava há um bom tempo”, disse ela, acrescentando que medições independentes de outras colaborações de cronometragem de pulsar fortaleceram as descobertas.

Ainda assim, disse o Dr. Soares-Santos, é muito cedo para dizer o impacto que uma onda gravitacional de fundo pode ter em pesquisas futuras. Se o sinal realmente fosse da lenta espiral interna de buracos negros supermassivos, como muitos colaboradores do NANOGrav acreditam, aumentaria o que os cientistas entendem sobre a forma como as primeiras galáxias se fundiram, formando sistemas cada vez maiores de estrelas e poeira que eventualmente se estabeleceram no complexo. estruturas observadas hoje.

Mas se as ondulações se originaram com o Big Bang, elas podem fornecer informações sobre a expansão do cosmos ou a natureza da matéria escura – a cola invisível que os cientistas acham que mantém o universo unido – e talvez até revelar novas partículas ou forças que já existiram. (Especialistas notaram que o fundo da onda gravitacional também pode se originar de múltiplas fontes, caso em que o desafio seria desvendar o quanto vem de onde.)

A equipe NANOGrav já está trabalhando na análise de todos os dados de colaborações de ondas gravitacionais em todo o mundo, igualando cerca de 25 anos de medições de 115 pulsares. Esses resultados serão divulgados em cerca de um ano, disse o Dr. Siemens, acrescentando que espera que eles ultrapassem o nível de descoberta 5 sigma.

Mas mais alguns anos podem ser necessários para confirmar a origem da onda gravitacional de fundo. Os pesquisadores já começaram a usar seus dados para juntar mapas do universo e procurar regiões próximas intensas de sinais de ondas gravitacionais indicativos de um binário individual de buraco negro supermassivo. É aí que começa a diversão, disse o Dr. Mingarelli, que está ansioso para analisar esses mapas e procurar fenômenos ainda mais exóticos, como jatos galácticos, cordas cósmicas ou buracos de minhoca.

“Isso pode levar a algo realmente inovador”, disse Soares-Santos, comparando-o à descoberta da radiação cósmica de fundo na década de 1960, que desde então transformou o conhecimento dos físicos sobre o início do universo. “Ainda não sabemos que impacto terá, mas com certeza será um novo capítulo no livro das ondas gravitacionais. E parece que estamos vendo este livro ser escrito.”

Dennis Overbye relatórios contribuídos.