Os astrônomos usaram dados simulados para mapear vislumbres de ondas gravitacionais no céu, que são ondulações no espaço-tempo cósmico produzidas por objetos em órbita. Esta imagem mostra como os observatórios de ondas gravitacionais baseados no espaço, com lançamento previsto para a próxima década, irão melhorar a nossa compreensão da nossa casa, a Via Láctea.
Os astrônomos usaram dados simulados para mapear o céu com ondas gravitacionais, revelando a necessidade de observatórios espaciais para detectar sistemas estelares binários. Projetos futuros como o LISA pretendem descobrir milhares destes sistemas difíceis de detectar, sinalizando uma mudança de paradigma na observação espacial. (Ilustração do artista - veja o vídeo de simulação abaixo).
Desde 2015, observatórios terrestres detectaram cerca de uma centena de eventos que representam a fusão de sistemas de buracos negros de massa estelar, estrelas de nêutrons ou pares dos dois. Estes sinais normalmente duram menos de um minuto, são de frequência relativamente alta, podem aparecer em qualquer lugar do céu e originam-se de fontes muito além da nossa galáxia.
Observe como as ondas gravitacionais de uma população simulada de sistemas estelares binários compactos se combinam para criar uma imagem composta de todo o céu. Esses sistemas contêm anãs brancas, estrelas de nêutrons ou buracos negros em órbitas estreitas. Assim que os observatórios de ondas gravitacionais baseados no espaço começarem a operar na próxima década, será possível criar tais mapas usando dados reais. Os destaques indicam fontes com sinais mais fortes, as cores mais claras indicam fontes com frequências mais altas. Manchas coloridas maiores indicam fontes que estão localizadas de forma menos clara. A inserção mostra a frequência e a força do sinal gravitacional, bem como os limites de sensibilidade do LISA (Laser Interferometer Space Antenna), um observatório projetado pela Agência Espacial Europeia (ESA) em colaboração com a NASA e com lançamento previsto para 2030. Fonte: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
Cecilia Cilenti, pesquisadora da Universidade de Maryland, College Park e do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland "Os sistemas estelares binários também povoam a Via Láctea, e esperamos que muitos deles contenham objetos compactos em órbitas estreitas, como anãs brancas, estrelas de nêutrons e buracos negros", disse Cecilia Chirenti. "Mas precisamos de um observatório espacial para 'ouvi-los' porque a frequência do zumbido das ondas gravitacionais é muito baixa para ser detectada por detectores terrestres."
Os astrônomos chamam esses sistemas de UCBs (binários ultrapequenos) e esperam que futuros observatórios como o LISA (Laser Interferometer Space Antenna), uma colaboração entre a Agência Espacial Europeia (ESA) e a NASA, detectem dezenas de milhares de UCBs. Os SCUs são muitas vezes difíceis de detectar - muitas vezes são fracos na luz visível, e os astrónomos conhecem actualmente apenas um punhado de SCUs com períodos orbitais inferiores a uma hora. Descobrir muitos novos SCUs é um dos principais objetivos do LISA.
Impressão artística do LISA Pathfinder, a missão da ESA para testar a tecnologia para futuros observatórios de ondas gravitacionais baseados no espaço. LISA é um observatório de ondas gravitacionais baseado no espaço desenvolvido com base no sucesso do LISA Pathfinder e do LIGO. Fonte: ESA-C. Carreau
Usando dados que simularam a distribuição esperada e os sinais de ondas gravitacionais destes sistemas, a equipe desenvolveu um método para combinar os dados em uma visão de todo o céu da Via Láctea UCB. A técnica é descrita em artigo publicado na Acta Astronomica.
“Nossa imagem é diretamente análoga à observação de uma vista panorâmica do céu com tipos específicos de luz, como luz visível, infravermelha ou raios X”, disse o astrofísico Ira Thorpe de Goddard. "A esperança que as ondas gravitacionais trazem é que possamos observar o universo de uma forma completamente diferente, e esta imagem realmente deixa isso claro. Espero um dia poder ver uma versão feita com dados reais do LISA num cartaz ou numa t-shirt."