Este par de anãs brancas está produzindo ondas gravitacionais

Uma anã branca binária em rotação super-rápida e compacta parece estar emitindo ondas gravitacionais.

Este par de anãs brancas está produzindo ondas gravitacionais Fonte da imagem: peterschreiber.media / M. Weiss / Shutterstock / gov-civ-guarda.pt
  • A relatividade geral prediz que os binários das anãs brancas podem fazer isso, e agora um foi encontrado.
  • O binário é um candidato perfeito para um novo detector de ondas gravitacionais massivo sendo implantado.
  • O novo detector LISA é uma constelação de três satélites posicionados a milhões de quilômetros de distância.

  • Na primavera passada, o Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro de Laser da National Science Foundation (LIGO) detectou uma onda gravitacional produzida pela colisão de dois enormes buracos negros há 3 bilhões de anos. Einstein previu tais ondas, perturbações poderosas e extraordinariamente sutis no espaço-tempo, mas nunca antes uma havia sido detectada.



    Embora a façanha do LIGO tenha feito história, um novo sistema de detecção ainda mais sensível está planejado para implantação em um futuro próximo. Felizmente, os cientistas acreditam que a geração de ondas gravitacionais não exige um cataclismo tão massivo e raro como o detectado pelo LIGO. Um par binário particular de estrelas anãs brancas bloqueadas em uma órbita super estreita, J2322 + 0509, pode ser suficiente para fazer o truque, produzindo, conforme giram em uma espiral mortal, ondas gravitacionais fortes o suficiente para serem detectadas pelo novo sistema uma vez está instalado e funcionando.



    J2322 + 0509

    Concepção artística da recém-descoberta fonte gravitacional de ondas gravitacionais da anã branca

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    Fonte da imagem: M. Weiss / Harvard / Smithsonian



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    J2322 + 0509 é um sistema binário branco, resquícios de duas estrelas que esgotaram seu combustível, deixando nada além de seus núcleos de hélio. Eles estão presos juntos em uma espiral de morte cada vez mais estreita que atingirá seu estágio final daqui a milhões de anos. No entanto, conforme os observamos agora, eles estão orbitando em uma proximidade surpreendente, cada anão completando sua órbita do outro em apenas 20 minutos mais 1 segundo. Esse é o terceiro período orbital mais curto que os astrônomos já viram - o detentor do recorde é ZTF J1539 + 5027 , apelidado de J1539, um par com um período orbital de apenas 6,91 minutos.

    Em qualquer caso, a relatividade geral prevê que estrelas anãs brancas que giram rapidamente podem produzir ondas gravitacionais, assim como algumas outras coisas: a rotação rápida de estrelas de nêutrons e a explosão de supernovas. Astrônomo Warren Brown diz ele vê o cenário necessário acontecendo com J2322 + 0509: 'Este par está na extremidade extrema de estrelas com períodos orbitais curtos. E a órbita deste par de objetos está decaindo. ' Isso se encaixa com sua emanação de ondas gravitacionais: 'As ondas gravitacionais que estão sendo emitidas estão fazendo com que o par perca energia; em 6 ou 7 milhões de anos, eles se fundirão em uma única anã branca mais massiva. '

    O novo sistema de ondas gravitacionais

    Impressão artística das três espaçonaves LISA



    Fonte da imagem: ESA / EADS Astrium

    O novo sistema de detecção de ondas gravitacionais é chamado de Antena Espacial de Interferômetro Laser, ou LISA , e será lançado em 2034. LISA será uma constelação triangular de três satélites 50 milhões de quilômetros atrás da Terra, uma vez que orbita o Sol, e posicionada 2,5 milhões de km separados uns dos outros. Eles serão 'conectados' por feixes de laser refletidos para frente e para trás entre eles, formando um gigantesco interferômetro detector baseado em A distorção do espaço-tempo produzida por uma onda gravitacional que passa pelos lasers perturbará o padrão que eles criam em algum grau minúsculo e provavelmente subatômico, permitindo que o LISA detecte e estude essa onda.

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    Perfeito para LISA

    Ilustração esquemática da órbita da matriz LISA conforme ela gira com a Terra ao redor do Sol em um ano.

    Fonte da imagem: NAQUELA

    Para que o LISA cumpra sua promessa científica, é claro, algumas ondas gravitacionais terão que ondular seu caminho em breve, a fim de verificar se está funcionando como esperado. Astrofísica Mukremin Kilic diz , 'Binários de verificação são importantes porque sabemos que LISA os verá dentro de algumas semanas após ligar os telescópios.' Servindo como uma espécie de teste, 'essa detecção fornece uma âncora para esses modelos e para fazer experiências futuras, de modo que possamos encontrar mais dessas estrelas e determinar seus números verdadeiros.'

    Encontrar J2322 + 0509 representa um alívio para os cientistas. Embora se acredite que os binários das anãs brancas sejam comuns, ela diz: 'Há apenas um punhado de fontes LISA que conhecemos hoje.'

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    Especialmente empolgante sobre esse binário é sua orientação em relação a nós e o que isso pode significar quanto à força das ondas gravitacionais que ele emite. 'Esse binário foi difícil de detectar', diz Brown, 'porque está voltado para nós, como um alvo, em vez de de lado. Notavelmente, as ondas gravitacionais do binário são 2,5 vezes mais fortes nesta orientação do que se fossem orientadas de lado como um binário eclipsando. '

    Brown conclui: 'Estamos descobrindo que os binários que podem ser os mais difíceis de detectar podem, na verdade, ser as fontes mais fortes de ondas gravitacionais.'

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