Finalmente, há evidências de ondas gravitacionais de baixa frequência

A equipe do NANOGrav foi essencialmente capaz de transformar a Via Láctea em um gigante detector de ondas gravitacionais, medindo os sinais desses pulsares para determinar quando uma onda os cutucou. A colisão de enormes buracos negros – ou algum outro processo extremamente energético – gera ondas gravitacionais que ligeiramente comprimem e esticam o espaço-tempo, ajustando os intervalos entre os blips dos pulsares. Os pesquisadores do NANOGrav mediram essas mudanças minúsculas entre 68 pulsares e depois as correlacionaram, encontrando um padrão que provavelmente é o sinal de ondas gravitacionais de baixa frequência. As outras equipes colaboradoras fizeram o mesmo com conjuntos separados de pulsares.

Levou mais de uma década de coleta e análise de dados para que as equipes reduzissem suas incertezas de medição e tivessem certeza de que haviam detectado um sinal real de ondas gravitacionais, em vez de algum outro fenômeno cósmico ou mero ruído. A equipe do NANOGrav, que inclui quase 200 pessoas, conduziu uma análise estatística e encontrou menos de uma chance em mil de que o sinal observado pudesse acontecer por acaso. As outras colaborações encontraram níveis semelhantes de significância estatística.

Embora seja muito provável que sejam sinais de ondas gravitacionais reais de buracos negros colossais, as equipes relutam em usar a palavra “detecção” para descrever suas descobertas. Nove anos atrás, a colaboração BICEP2 com sede nos EUA, usando um telescópio no Pólo Sul, afirmou ter detectado ondas gravitacionais primordiais vindas do big bang, apenas para descobrir que seu sinal realmente veio de grãos de poeira incômodos na Via Láctea – e que tornou os pesquisadores circunspectos sobre suas conclusões. “A comunidade de ondas gravitacionais é muito cautelosa com esse tipo de coisa”, diz Scott Ransom, astrônomo do Observatório Nacional de Radioastronomia e ex-presidente do NANOGrav.

Para suas medições, a equipe NANOGrav fez uso de vários radiotelescópios: o Green Bank Observatory na Virgínia Ocidental, o Very Large Array no Novo México e o enorme Observatório de Arecibo em Porto Rico, um instrumento icônico que entrou em colapso em 2020. As outras equipes usou radiotelescópios em cinco países europeus, Índia, China e Austrália. Mais telescópios juntaram-se recentemente ao esforço, incluindo o CHIME no Canadá e o MeerTime na África do Sul.

A colaboração entre cientistas nos EUA e na China é notável, diz Ransom. Embora uma controversa lei de 2011 chamada Emenda Wolf proíba a NASA de trabalhar diretamente com entidades chinesas por questões de segurança, essas restrições não se aplicam a esforços financiados pela National Science Foundation, como o NANOGrav. “A política tornou algumas de nossas colaborações complicadas”, diz Ransom. “Temos que descobrir uma maneira de trabalhar juntos, porque a ciência é definitivamente melhor quando fazemos isso. É terrível ser prejudicado pela política.”

As equipes se coordenam por meio de uma espécie de supercolaboração chamada International Pulsar Timing Array. Embora a abrangência geográfica do grupo torne difícil para os cientistas se comunicarem entre fusos horários, eles podem combinar seus conjuntos de dados, melhorando a precisão e a confiança em suas medições. “Não se pode construir um telescópio de ondas gravitacionais do tamanho de uma galáxia em seu quintal”, escreveu Michael Keith, astrofísico do comitê executivo do European Pulsar Timing Array, em um e-mail para a WIRED. “É preciso um esforço combinado de centenas de astrônomos, teóricos, engenheiros e administradores para estudar o universo nessa escala.”