A astronomia de ondas gravitacionais ainda está em seus estágios iniciais. Até agora, ela se concentrou nas fontes de ondas gravitacionais mais energéticas e distintas, como as fusões cataclísmicas de buracos negros e estrelas de nêutrons. No entanto, isso mudará à medida que nossos telescópios gravitacionais melhorarem, permitindo aos astrônomos explorar o universo de maneiras antes impossíveis.
Embora as ondas gravitacionais tenham muitas semelhanças com as ondas de luz, uma diferença marcante é que a maioria dos objetos é transparente às ondas gravitacionais. A luz pode ser absorvida, dispersa e bloqueada pela matéria, mas as ondas gravitacionais passam principalmente através dela. Elas podem ser focalizadas pela massa de um objeto, mas não totalmente bloqueadas. Isso significa que as ondas gravitacionais poderiam ser usadas como uma ferramenta para espiar o interior dos corpos astronômicos, de maneira semelhante à forma como os raios-X ou as ressonâncias magnéticas nos permitem ver o interior do corpo humano.
Essa é a ideia por trás de um estudo recente que analisa como as ondas gravitacionais podem ser usadas para sondar o interior do Sol. O Sol é tão incrivelmente quente e denso que a luz não consegue penetrá-lo. Até mesmo a luz produzida no núcleo do Sol leva mais de 100.000 anos para chegar à superfície solar. Nossas únicas informações sobre o interior do Sol vêm da heliossismologia, em que os astrônomos estudam as vibrações da superfície solar causadas pelas ondas sonoras dentro do Sol.
Neste novo estudo, a equipe analisa como as ondas gravitacionais de estrelas de nêutrons de rápida rotação podem ser usadas para estudar o Sol. Embora um objeto rotativo perfeitamente liso não crie ondas gravitacionais, objetos giratórios assimétricos o fazem. Estrelas de nêutrons podem apresentar deformações ou elevações montanhosas causadas pelo calor interno ou campos magnéticos. Se uma estrela de nêutrons girar rapidamente, produzirá um fluxo contínuo de ondas gravitacionais. Essas ondas gravitacionais são muito fracas para serem observadas pelos telescópios atuais, mas a próxima geração de observatórios gravitacionais deverá ser capaz de detectá-las.
Como as estrelas de nêutrons são bastante comuns na galáxia, algumas delas estão posicionadas de tal forma que o Sol passa à frente delas do nosso ponto de vista. Das mais de 3.000 pulsares conhecidas, cerca de 500 delas são boas candidatas para fontes de ondas gravitacionais, e dessas, três delas são conhecidas por passar atrás do Sol. A equipe usou os perfis dessas três pulsares como ponto de partida.
Como o Sol é transparente às ondas gravitacionais, o único efeito que ele tem sobre elas é através de sua massa gravitacional. À medida que as ondas passam pelo Sol, elas são ligeiramente distorcidas pela lente gravitacional. A quantidade de distorção depende da massa do Sol e da distribuição dessa massa. A equipe descobriu que, com medições adequadas, as observações de ondas gravitacionais poderiam medir o perfil de densidade do Sol com uma precisão de 3 sigma.
Os três pulsares conhecidos provavelmente representam apenas uma pequena fração das fontes de ondas gravitacionais que passam atrás do Sol. A maioria das estrelas de nêutrons tem uma orientação de rotação que não direciona flashes de rádio em nossa direção, mas elas ainda podem ser usadas como sondas gravitacionais. Provavelmente, há centenas de estrelas de nêutrons de rápida rotação que passam atrás do Sol ao longo de um ano. Portanto, à medida que formos capazes de observar suas ondas gravitacionais, elas deverão nos fornecer uma excelente visão do interior de nossa estrela mais próxima.
Com o avanço da astronomia de ondas gravitacionais, os astrônomos poderão explorar o universo de maneiras antes inimagináveis, proporcionando uma visão sem precedentes dos processos internos dos corpos celestes. O estudo do Sol e sua interação com as ondas gravitacionais é apenas o começo dessa fascinante área de pesquisa, e é provável que muitas descobertas ainda estejam por vir.
À medida que os telescópios gravitacionais melhoram e se tornam mais sensíveis, a astronomia de ondas gravitacionais continuará a expandir nossa compreensão do universo, revelando novos insights sobre as propriedades e a natureza dos corpos celestes. Esses avanços tecnológicos prometem abrir novas portas na exploração espacial, permitindo que a humanidade alcance novas fronteiras no estudo do cosmos.
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