Um novo estudo de um grupo de pesquisadores da Universidade de Birmingham descobriu que colisões de buracos negros supermassivos podem ser observadas simultaneamente em ondas gravitacionais e raios-X no início da próxima década.
A Agência Espacial Europeia (ESA) anunciou recentemente que seus dois principais observatórios espaciais da década de 2030 terão seus lançamentos programados para uso simultâneo. Essas missões, Athena, o telescópio espacial de raios-X da próxima geração e o LISA, o primeiro observatório de ondas gravitacionais baseadas no espaço, serão coordenadas para começar a observar dentro de um ano uma da outra e provavelmente terão pelo menos quatro anos de operações científicas sobrepostas .
De acordo com o novo estudo, publicado na Nature Astronomy (“Ligando ondas gravitacionais e fenômenos de raios-X a observações conjuntas LISA e Athena”), a decisão da ESA dará aos astrônomos uma oportunidade sem precedentes de produzir mapas multi-mensageiros de alguns dos cósmicos mais violentos eventos no Universo, que não foram observados até agora e que estão no coração de mistérios de longa data que cercam a evolução do Universo.
Eles incluem a colisão de buracos negros supermassivos no núcleo das galáxias no universo distante e a “absorção” de objetos compactos estelares, como estrelas de nêutrons e buracos negros, por buracos negros maciços abrigados no centro da maioria das galáxias.
As ondas gravitacionais medidas pelo LISA identificarão as ondulações do tempo espacial que as fusões causam, enquanto os raios X observados com Athena revelam os processos físicos quentes e altamente energéticos naquele ambiente. Combinar esses dois mensageiros para observar o mesmo fenômeno nesses sistemas traria um enorme salto em nossa compreensão de como os buracos negros e galáxias co-evoluem, como os buracos negros crescem e se acumulam e o papel do gás em torno desses buracos negros .
Essas são algumas das grandes questões não respondidas da astrofísica que intrigam os cientistas há décadas.
Dr. Sean McGee, professor de Astrofísica da Universidade de Birmingham e membro dos consórcios Athena e LISA, liderou o estudo. Ele disse: “A perspectiva de observações simultâneas desses eventos é um território desconhecido e pode levar a enormes avanços. Isso promete ser uma revolução em nossa compreensão dos buracos negros supermassivos e de como eles crescem nas galáxias”.
O professor Alberto Vecchio, diretor do Instituto de Astronomia de Ondas Gravitacionais da Universidade de Birmingham e co-autor do estudo, disse: “Trabalho no LISA há vinte anos e a perspectiva de combinar forças com o mais poderoso raio-X olhos já projetados para olhar bem no centro das galáxias prometem tornar esse longo curso ainda mais gratificante.É difícil prever exatamente o que vamos descobrir: devemos apenas apertar os cintos, porque será um bom passeio “
Durante a vida das missões, pode haver até 10 fusões de buracos negros com massas de 100.000 a 10.000.000 de vezes a massa do sol que tem sinais fortes o suficiente para serem observados pelos dois observatórios. Embora, devido à nossa atual falta de compreensão da física que ocorre durante essas fusões e com que frequência elas ocorram, os observatórios pudessem observar muitos mais ou menos desses eventos. De fato, essas são perguntas que serão respondidas pelas observações.
Além disso, o LISA detectará os estágios iniciais das fusões de buracos negros em massa estelar, que serão concluídas com a detecção em observatórios de ondas gravitacionais no solo. Essa detecção precoce permitirá que Athena observe a localização binária no momento exato em que a fusão ocorrerá.
Publicado em 16/01/2020
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