O ruído de fundo das ondas gravitacionais de estrelas anãs brancas em órbita será mais forte do que o ruído de buracos negros binários. É o que dois alunos de mestrado holandeses e seu supervisor preveem em dois artigos...
Impressão artística da missão espacial LISA (triângulo vermelho) capturando ondas gravitacionais (altamente exageradas) de dois buracos negros. LISA também capturará o sinal combinado de bilhões de buracos negros binários e, como os modelos de Nijmegen agora mostram, o ruído de fundo de bilhões de anãs brancas binárias. Crédito: ESA
O ruído de fundo das ondas gravitacionais de estrelas anãs brancas em órbita será mais forte do que o ruído de buracos negros binários. É o que dois alunos de mestrado holandeses e seu supervisor preveem em dois artigos em antecipação à missão espacial LISA. Até agora, essa missão não levou em conta anãs brancas barulhentas. Felizmente, o ruído pode ser filtrado e até mesmo fornecer novas informações.
Os artigos, intitulados " Sobre a incerteza do fundo de ondas gravitacionais astrofísicas de anãs brancas " e " Probabilidade de binários de anãs brancas dominarem o fundo de ondas gravitacionais astrofísicas na banda de mHz " foram publicados na Astronomy & Astrophysics .
LISA, a Laser Interferometer Space Antenna, está programada para ser lançada pela Agência Espacial Europeia (ESA) em meados da década de 2030. Entre outras coisas, a Holanda está construindo os "olhos" do LISA, software, mecanismo de orientação e eletrônicos de leitura.
O LISA medirá ondas gravitacionais de estrelas binárias compactas, anãs brancas duplas, buracos negros supermassivos em fusão e outros objetos exóticos no universo. Como subproduto, o LISA também captará ruído de fundo de milhares de bilhões de buracos negros que se fundiram há muito tempo.
Gijs Nelemans é um astrônomo na Radboud University (Nijmegen, Holanda). Ele está envolvido na contribuição holandesa para a LISA. Junto com os agora graduados alunos de mestrado Seppe Staelens e Sophie Hofman, ele desenvolveu modelos para ver se o ruído de fundo de anãs brancas poderia ser capturado da mesma forma que o ruído de fundo de buracos negros.
Staelens, que veio para Nijmegen como um estudante de intercâmbio de Leuven (Bélgica) e agora é um estudante de doutorado em Cambridge (Reino Unido), começou com modelos simples. Hofman, que acabou de se formar e está fazendo um estágio na indústria, então expandiu os modelos.
Os modelos mostraram que o ruído de fundo das anãs brancas é mais forte do que o dos buracos negros. "Nosso supervisor pensou que o LISA nunca seria capaz de detectar o sinal coletivo das anãs brancas", diz Staelens. "E agora nossos modelos mostram que as anãs brancas estão diminuindo os buracos negros. Ha!"
Os astrônomos veem o ruído de fundo das anãs brancas como uma oportunidade de estudar a evolução de estrelas como o nosso sol em galáxias distantes. "Com telescópios, você só pode estudar anãs brancas em nossa própria Via Láctea, mas com o LISA podemos ouvir anãs brancas de outras galáxias", diz Nelemans.
"Além disso, além do ruído de fundo dos buracos negros e do ruído das anãs brancas, talvez outros processos exóticos do universo primitivo possam ser detectados."
Hofman acrescenta: "Acho muito legal que, com minha pesquisa de mestrado, estejamos contribuindo para a esperada descoberta de uma missão tão importante como a LISA."
Mais informações: Sophie Hofman et al, On the uncertainty of the White Dwarf Astrophysical Gravitational Wave Background, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2407.10642 . Aceito para publicação em Astronomy & Astrophysics .
Seppe Staelens et al, Probabilidade de binários de anãs brancas dominarem o fundo de ondas gravitacionais astrofísicas na banda de mHz, Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202348429
Informações do periódico: arXiv , Astronomy & Astrophysics