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Sondas em Netuno podem funcionar como um enorme detector de ondas gravitacionais

Daniele Cavalcante
·4 minuto de leitura

Ondas gravitacionais foram previstas por Albert Einstein e são causadas pelos eventos mais violentos do universo, mas foi só em 2016 que nossa tecnologia permitiu detectar a primeira delas — comprovando assim que o físico alemão estava certo. As ondas existem, mas os detectores ainda não são sensíveis o suficiente para encontrar uma boa quantidade delas, mas um novo estudo sugere uma solução para lá de interessante, que envolve sondas espaciais, Urano Netuno.

Embora os dois últimos planetas do Sistema Solar, apelidados de gigantes de gelo, sejam únicos, ainda não foram alvo de muito estudo através de sondas espaciais. Na verdade, eles só foram visitados uma vez, pela espaçonave Voyager 2, que fez um sobrevoo rápido e seguiu sua viagem rumo ao espaço interestelar. Por isso os pesquisadores planejam enviar algumas missões para investigar esses mundos mais de pertinho.

Acontece que não é muito fácil chegar até Netuno e Urano por causa da distância. Netuno, em seu ponto orbital mais próximo da Terra, fica a mais de 4,3 bilhões de quilômetros de distância, o que dificulta o envio de naves equipadas com instrumentos científicos, normalmente pesados o suficiente para exigir uma boa quantidade de combustível. Mas os cientistas terão uma janela na qual Júpiter se alinha de modo que ofereça um “empurrãozinho” gravitacional para uma eventual nave, o que proporciona aceleração e economia de propelente.

Ilustração que mostra como uma onda gravitacional distorce o tecido do espaço-tempo (Imagem: Reprodução/LIGO/T. Pyle)
Ilustração que mostra como uma onda gravitacional distorce o tecido do espaço-tempo (Imagem: Reprodução/LIGO/T. Pyle)

Assim, se uma missão for lançada no início de 2030, a nave previamente composta por duas sondas poderia alcançar Júpiter em um pouco menos de dois anos para pegar essa assistência gravitacional. Deste modo, ela se dividiria entre as duas sondas, cada uma se dirigido para um dos gigantes de gelo, e chegariam aos seus destinos entre 2042 e 2043. Mas o que fazer durante todos esses 13 anos de viagem interplanetária? É aí que entra a proposta de um novo estudo, publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.

De acordo com os autores, é possível usar essas naves para detectar ondas gravitacionais, mais precisamente as de baixa frequência (GWs, na sigla do termo em inglês) que chegam no Sistema Solar, mas são fracas demais para serem percebidas pelos nossos detectores aqui na Terra. Como isso seria possível? Bem, uma onda gravitacional é acontece quando um grande impacto — como colisões entre buracos negros, por exemplo — acontece. Pense em uma pedra atirada em um lago. Uma série de ondulações partem do ponto onde a pedra caiu e se expandem em uma circunferência. As ondas gravitacionais são mais ou menos parecidas, só que ocorrem na malha do espaço-tempo.

Quando um evento causa uma onda gravitacional, as ondulações do tecido do espaço-tempo se espalham por todo o universo. Obviamente elas enfraquecem à medida que se expandem, mas elas podem chegar muito longe, percorrendo milhões de anos-luz de distância, até chegar no Sistema Solar. Se ela passar pelas naves que estarão viajando até Urano e Netuno, as sondas serão ligeiramente afetadas, exatamente como um barquinho de papel do outro lado daquele lago balançaria alguns instantes após a pedra ser atirada. As ondulações da água chegariam, mesmo que fracas, na margem do lado, levantando sutilmente o barquinho de papel, levando-o para frente e depois para trás.

Ilustração de ondas gravitacionais causadas pela colisão entre duas estrelas de nêutrons (Imagem: Reprodução/ESA)
Ilustração de ondas gravitacionais causadas pela colisão entre duas estrelas de nêutrons (Imagem: Reprodução/ESA)

Isso também se aplica com as ondas gravitacionais. As sondas são como o barquinho de papel — elas seriam ligeiramente arrastadas para trás, e depois para frente. Se isso acontecer, os astrônomos podem medir esses arrastos para saber o quanto as naves balançaram quando as ondas passaram por elas. Ao fazer isso, é possível deduzir algumas características dessas ondas gravitacionais. Melhor ainda, sendo duas sondas, os astrônomos poderão fazer medições ainda mais precisas.

Em outras palavras, essas espaçonaves viajando rumo aos gigantes de gelo poderiam passar seus 12 anos de jornada interplanetária atuando como os maiores observatórios de ondas gravitacionais do mundo. Claro, seria necessário construir equipamentos bastante sensíveis para que essas detecções aconteçam, mas pode valer à pena. Detectar ondas gravitacionais no Sistema Solar externo (além da órbita de Júpiter) pode proporcionar aos cientistas a descoberta de vários eventos, como fusões de buracos negros, entre outros que não podemos observar senão através dos detectores de ondas gravitacionais.

Fonte: Canaltech

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