Quando dois objetos massivos se fundem – como buracos negros ou estrelas de nêutrons – eles distorcem o espaço e o tempo.
Os cientistas reativaram o Observatório de Laser de Ondas Gravitacionais Interferômetro (ICW).[{” attribute=””>LIGO) after a three-year break, improving its ability to measure gravitational waves. These waves offer new opportunities for multi-messenger astronomy and deepen our understanding of astrophysical phenomena. The upgraded LIGO began its fourth observation run in May 2023, focusing on real-time detection and localization of gravitational waves, which are generated by the merging of massive objects like black holes and neutron stars.
After a three-year hiatus, scientists in the U.S. have just turned on detectors capable of measuring gravitational waves — tiny ripples in space itself that travel through the universe.
Unlike light waves, gravitational waves are nearly unimpeded by the galaxies, stars, gas, and dust that fill the universe. This means that by measuring gravitational waves, astrophysicists like me can peek directly into the heart of some of these most spectacular phenomena in the universe.
Since 2020, the Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory – commonly known as LIGO – has been sitting dormant while it underwent some exciting upgrades. These improvements will significantly boost the sensitivity of LIGO and should allow the facility to observe more-distant objects that produce smaller ripples in spacetime.
By detecting more events that create gravitational waves, there will be more opportunities for astronomers to also observe the light produced by those same events. Seeing an event through multiple channels of information, an approach called multi-messenger astronomy, provides astronomers rare and coveted opportunities to learn about physics far beyond the realm of any laboratory testing.
According to Einstein’s theory of general relativity, massive objects warp space around them.
Ripples in spacetime
According to Einstein’s theory of general relativity, mass and energy warp the shape of space and time. The bending of spacetime determines how objects move in relation to one another – what people experience as gravity.
Gravitational waves are created when massive objects like black holes or neutron stars merge with one another, producing sudden, large changes in space. The process of space warping and flexing sends ripples across the universe like a wave across a still pond. These waves travel out in all directions from a disturbance, minutely bending space as they do so and ever so slightly changing the distance between objects in their way.
Quando dois objetos maciços – como um[{” attribute=””>black hole or a neutron star – get close together, they rapidly spin around each other and produce gravitational waves. The sound in this NASA visualization represents the frequency of the gravitational waves.
Even though the astronomical events that produce gravitational waves involve some of the most massive objects in the universe, the stretching and contracting of space is infinitesimally small. A strong gravitational wave passing through the Milky Way may only change the diameter of the entire galaxy by three feet (one meter).
The first gravitational wave observations
Though first predicted by Einstein in 1916, scientists of that era had little hope of measuring the tiny changes in distance postulated by the theory of gravitational waves.
Around the year 2000, scientists at Caltech, the Massachusetts Institute of Technology, and other universities around the world finished constructing what is essentially the most precise ruler ever built – the LIGO observatory.
The LIGO detector in Hanford, Washington, uses lasers to measure the minuscule stretching of space caused by a gravitational wave. Credit: LIGO Laboratory
LIGO is comprised of two separate observatories, with one located in Hanford, Washington, and the other in Livingston, Louisiana. Each observatory is shaped like a giant L with two, 2.5-mile-long (four-kilometer-long) arms extending out from the center of the facility at 90 degrees to each other.
To measure gravitational waves, researchers shine a laser from the center of the facility to the base of the L. There, the laser is split so that a beam travels down each arm, reflects off a mirror and returns to the base. If a gravitational wave passes through the arms while the laser is shining, the two beams will return to the center at ever so slightly different times. By measuring this difference, physicists can discern that a gravitational wave passed through the facility.
Since 2015, LIGO has completed three observation runs. The first, run O1, lasted about four months; the second, O2, about nine months; and the third, O3, ran for 11 months before the COVID-19 pandemic forced the facilities to close. Starting with run O2, LIGO has been jointly observing with an Italian observatory called Virgo.
Between each run, scientists improved the physical components of the detectors and data analysis methods. By the end of run O3 in March 2020, researchers in the LIGO and Virgo collaboration had detected about 90 gravitational waves from the merging of black holes and neutron stars.
Upgrades to the mechanical equipment and data processing algorithms should allow LIGO to detect fainter gravitational waves than in the past. Credit: LIGO/Caltech/MIT/Jeff Kissel
One particularly promising upgrade involved adding a 1,000-foot (300-meter) optical cavity to improve a technique called squeezing. Squeezing allows scientists to reduce detector noise using the quantum properties of light. With this upgrade, the LIGO team should be able to detect much weaker gravitational waves than before.
My teammates and I are data scientists in the LIGO collaboration, and we have been working on a number of different upgrades to software used to process LIGO data and the algorithms that recognize signs of gravitational waves in that data. These algorithms function by searching for patterns that match theoretical models of millions of possible black hole and neutron star merger events. The improved algorithm should be able to more easily pick out the faint signs of gravitational waves from background noise in the data than the previous versions of the algorithms.
Astronomers have captured both the gravitational waves and light produced by a single event, the merger of two neutron stars. The change in light can be seen over the course of a few days in the top right inset. Credit: NASA and ESA
A hi-def era of astronomy
In early May 2023, LIGO began a short test run – called an engineering run – to make sure everything was working. On May 18, LIGO detected gravitational waves likely produced from a neutron star merging into a black hole.
LIGO’s 20-month observation run 04 will officially start on May 24, and it will later be joined by Virgo and a new Japanese observatory – the Kamioka Gravitational Wave Detector, or KAGRA.
While there are many scientific goals for this run, there is a particular focus on detecting and localizing gravitational waves in real time. If the team can identify a gravitational wave event, figure out where the waves came from and alert other astronomers to these discoveries quickly, it would enable astronomers to point other telescopes that collect visible light, radio waves or other types of data at the source of the gravitational wave. Collecting multiple channels of information on a single event – multi-messenger astrophysics – is like adding color and sound to a black-and-white silent film and can provide a much deeper understanding of astrophysical phenomena.
With run O4, astronomers will have access to the most sensitive gravitational wave observatories in history and hopefully will collect more data than ever before. My colleagues and I are hopeful that the coming months will result in one – or perhaps many – multi-messenger observations that will push the boundaries of modern astrophysics.
Written by Chad Hanna, Professor of Physics, Penn State.
Adapted from an article originally published in The Conversation.
A Estação Espacial Internacional (ISS) foi flagrada parecendo um pouco deslocada em uma nova foto tirada por um satélite de imagens em órbita.
Os astrônomos poderão em breve receber avisos quando os satélites SpaceX ameaçarem sua visão
Esta semana, a HEO Robotics, com sede na Austrália Lançado Uma imagem da Estação Espacial Internacional como nunca vimos antes. A misteriosa imagem em preto e branco foi capturada por um dos satélites de imagem não terrestres da empresa, a apenas 43 milhas (69 quilômetros) da estação espacial de 356 pés (109 metros).
“As imagens não terrestres fornecem a melhor visão dos satélites no espaço”, escreveu HEO Robotics no site do X. A HEO Robotics fornece imagens de satélite de objetos em órbita, bem como serviços de inspeção de satélite para operadores governamentais e comerciais. A empresa fotografou mais de cem objetos depois que eles atingiram seus destinos orbitais e posteriormente usou seu software para identificar os objetos.
A empresa possui uma frota de 30 sensores em órbita baixa da Terra, que utiliza para obter imagens granuladas de satélites e naves espaciais que os orbitam.
No início de fevereiro, a HEO Robotics capturou uma foto de foto Vista do satélite de observação da Terra ERS-2 da Agência Espacial Europeia enquanto ele cai para uma morte violenta na atmosfera da Terra. Também nos deu os curiosos satélites da empresa Primeira olhada no satélite Starlink V2 da SpaceX em órbita.
Mas talvez nenhum outro objeto na órbita baixa da Terra seja tão famoso quanto a Estação Espacial Internacional, que é do tamanho de um campo de futebol americano e tem uma massa de cerca de 1 milhão de libras, segundo NASA. A estação espacial está em órbita há mais de 20 anos, orbitando nosso planeta a uma distância de 250 milhas (460 quilômetros).
Estamos acostumados a ver fotos da NASA da Estação Espacial Internacional deslizando graciosamente em sua órbita, parecendo uma fênix mecânica. Uma recente imagem de satélite da estação espacial é um bom lembrete de que ela é apenas uma estranha pilha de metal flutuando no espaço, fazendo o melhor que pode.
Para mais viagens espaciais em sua vida, siga-nos X Um marcador personalizado para o Gizmodo Página do voo espacial.
A SpaceX pretende lançar na noite de sexta-feira outro lote de satélites Starlink, de acordo com os avisos de navegação geoespacial e a Administração Federal de Aviação.
A SpaceX confirmou que tem como meta um horário de decolagem às 20h32 na noite de quinta-feira. Se a SpaceX não puder ser lançada nesse horário, haverá oportunidades de backup até 23h30.
O foguete Falcon 9 decolará do Complexo de Lançamento Espacial 40 do Cabo Canaveral (SLC-40) e seguirá uma trajetória sudeste.
Cerca de oito minutos e meio após a decolagem, o Falcon 9 pousará em um drone no Oceano Atlântico. O booster fará seu 21º vôo, e é mais lembrado pela missão Inspiration4, que foi a primeira missão inteiramente civil a chegar à órbita, bem como pela missão Axiom-1.
Quando será lançado o próximo foguete da Flórida?Tem lançamento hoje? Cronograma de lançamento de foguetes da SpaceX, NASA e ULA na Flórida
Quantos satélites SpaceX Starlink estão em órbita?
Este será o mais recente lançamento dos satélites de Internet da SpaceX, que fornecem Internet para alguns dos locais mais remotos da Terra, inclusive no mar. De acordo com Jonathan McDowell, astrofísico do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, a SpaceX tem atualmente 5.941 satélites Starlink operacionais em órbita. Se o Starlink 6-59 tivesse uma carga útil típica de satélite Space Coast 23, ele conectaria a SpaceX a 5.964 satélites para fornecer Internet aos clientes.
Constelação Amazon Kuiper será lançada em breve
Recentemente, FLORIDA TODAY informou sobre o progresso na constelação de internet via satélite da Amazon: Projeto Kuiper. Durante um almoço realizado pelo National Space Club em maio em Cabo Canaveral, Brian Hausman, vice-presidente de políticas públicas da Amazon, falou sobre os planos de lançamento da empresa ainda este ano.
Com mais de 80 lançamentos já garantidos, a enorme empresa, fundada pelo bilionário Jeff Bezos, pretende colocar metade da constelação em órbita até julho de 2026. E embora Jeff Bezos possa não ser mais o CEO da Amazon, sua empresa de foguetes, Blue Origin, foi contratado para lançar esses satélites em seu foguete New Glenn da Flórida.
Não é apenas a Blue Origin, já que a Amazon recrutou a ULA, a Arianespace e até a SpaceX para lançar seus próprios satélites Kuiper.
O objetivo da Amazon, assim como da SpaceX, é fornecer Internet rápida e acessível para áreas carentes da Terra.
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Brooke Edwards é correspondente via satélite do Florida Today. Ligue para ela [email protected] Ou no décimo: @prokovstars.
O que há de bom em uma textura fofa que parece algodão doce? Acontece um planeta.
Uma coligação internacional de astrónomos descobriu recentemente um planeta invulgar, apelidado de WASP-193b, que é cerca de 50% maior que Júpiter e ainda é, de longe, o segundo planeta mais leve alguma vez descoberto.
Mas WASP-193b, que fica fora do nosso sistema solar, a cerca de 1.200 anos-luz da Terra, não é apenas uma raridade científica. O exoplaneta também pode ser fundamental para pesquisas futuras que investiguem a formação de planetas atípicos, de acordo com um estudo que descreve a descoberta publicado terça-feira na revista. Astronomia da natureza.
Este planeta do algodão doce não está sozinho; Existem outros planetas semelhantes que pertencem a uma categoria que os cientistas chamam de “Júpiteres protuberantes”. O planeta mais leve já descoberto é o planeta extremamente inchado Kepler 51dÉ aproximadamente do tamanho de Júpiter, mas 100 vezes mais leve que o gigante gasoso.
Khaled Al-Barqawi, principal autor do estudo, disse que os Júpiteres protuberantes permaneceram um mistério durante 15 anos. Mas o WASP-193b, devido ao seu tamanho, é um candidato ideal para análises posteriores pelo Telescópio Espacial James Webb e outros observatórios.
“O planeta é tão leve que é difícil pensar em material semelhante no estado sólido”, disse Al-Barqawi, pesquisador de pós-doutorado em ciências da Terra, atmosféricas e planetárias no MIT. Comunicado de imprensa. “A razão pela qual é próximo do algodão doce é porque ambos são feitos principalmente de gases leves, em vez de sólidos. O planeta é basicamente muito fino.”
WASP-193b, que os pesquisadores acreditam ser composto principalmente de hidrogênio e hélio, era um grande mistério para os pesquisadores resolverem. Como a densidade do exoplaneta é muito pequena em relação ao seu tamanho, calcular a sua massa tornou-se um desafio.
Normalmente, os cientistas determinam a massa usando uma técnica chamada velocidade radial, na qual os pesquisadores analisam como a estrela se formou. DomínioÉ um gráfico que indica a intensidade das emissões de luz nos comprimentos de onda e muda à medida que o planeta gira em torno dele. Quanto maior o planeta, mais o espectro da estrela pode mudar, mas isto não funcionou para WASP-193b, que é muito leve, e não causou nenhum impacto na estrela que a equipe pudesse detectar.
Al-Barqawi explicou que devido ao pequeno tamanho do sinal do cluster, a equipe levou quatro anos para coletar dados e calcular a massa do WASP-193b. Como os números extremamente baixos encontrados eram tão raros, os pesquisadores realizaram vários experimentos para analisar os dados, só para ter certeza.
“Inicialmente obtínhamos densidades muito baixas, o que foi muito difícil de acreditar no início”, disse o co-autor Francisco Pozuelos, investigador sénior do Instituto Astrofísico Andaluz de Espanha, num comunicado de imprensa.
No final, a equipe descobriu que a massa do planeta não ultrapassa 14% da massa de Júpiter, apesar de ser muito maior.
Mas um tamanho maior significa uma “atmosfera estendida” maior, disse o coautor do estudo Julian de Wit, professor associado de ciência planetária no MIT. Isto significa que WASP-193b fornece uma janela particularmente útil para a formação destes planetas bojo.
“Quanto maior for a atmosfera do planeta, mais luz poderá passar através dela”, disse De Wit à CNN. “Portanto, este planeta é claramente um dos melhores alvos que temos para estudar os efeitos atmosféricos. Ele servirá como uma Pedra de Roseta para tentar resolver o mistério dos Júpiteres protuberantes.”
Também não está claro como o WASP-193b se formou, disse Barqawi. Os “modelos evolutivos clássicos” dos gigantes gasosos não explicam totalmente este fenómeno.
“WASP-193b é um planeta mais exótico do que todos os planetas descobertos até agora”, disse ele.