O Universo das Ondas Gravitacionais
As ondas gravitacionais são ondulações no espaço-tempo: Albert Einstein previu-as pela primeira vez em 1916, como consequência da sua teoria da Relatividade Geral. A gravidade é então explicada como uma consequência da curvatura do espaço-tempo gerada pela presença de massa e energia. As deformações do espaço-tempo podem transformar-se em ondas, as ondas gravitacionais, que viajam à velocidade da luz, propagando-se pelo Universo.
As ondas gravitacionais provocadas pelo Homem são sempre insignificantes: para que as ondas gravitacionais sejam detectáveis, é necessário olhar para o céu para detectar os efeitos de corpos maciços em movimento rápido. As possíveis fontes de ondas gravitacionais incluem: fusão de sistemas binários de buracos negros ou estrelas de neutrões (neutrons); supernovas; tremores de estrelas; oscilações de buracos negros; estrelas de neutrões em rotação. Virgo também pretende detectar a soma incoerente de numerosas ondas gravitacionais que não podem ser distinguidas individualmente, formando um fundo de ondas gravitacionais. Além disso, existe também a possibilidade de detectar ondas gravitacionais provenientes de fontes inesperadas, que não somos capazes de prever.
Após muitas décadas de desenvolvimentos científicos e tecnológicos, no dia 14 de setembro de 2015, a Colaboração LIGO e Virgo observou finalmente um sinal de ondas gravitacionais pela primeira vez, utilizando dados dos dois detetores Advanced LIGO, em Hanford e em Livingston. Esse primeiríssimo sinal de ondas gravitacionais, proveniente da fusão de dois buracos negros, é conhecido como GW150914 (link) – os sinais de ondas gravitacionais são nomeados com base na data (AAMMDD) em que são registados.
A primeira grande deteção envolvendo dados do detector Advanced Virgo, juntamente com os dos dois LIGOs, ocorreu a 14 de agosto de 2017 e, por isso, é designada GW170814. Três dias mais tarde, a rede de três detetores observou o primeiro sinal gravitacional da fusão de duas estrelas de neutrões, o famoso GW170817: este sinal foi detectado em coincidência temporal (com um atraso de apenas 1,7 segundos) com um curto clarão de fotões (fótons) de alta energia (erupção de raios gama) observado pelos satélites Fermi e INTEGRAL. Esta descoberta histórica de ondas gravitacionais e de luz proveniente da mesma fonte deu origem à chamada astronomia multi-mensageira ( ver ligação).
Em todos os períodos de observação de Virgo e LIGO, foram detectadas um total de 90 ondas gravitacionais: emitidas pelas coalescências de objectos compactos relativísticos, mais frequentemente (mas não exclusivamente) por sistemas compostos por dois buracos negros (BBHs) que orbitam em torno um do outro até se fundirem. Observamos as ondas gravitacionais emitidas nas últimas órbitas da fase de espiralização, e depois a sua coalescência com a formação de um único buraco negro, mais pesado.