A DESCOBERTA CIENTÍFICA DO ANO

Meu artigo no último "As Artes entre as Letras":

A Science, revista científica de grande impacto publicada pela Associação Americana para o Progresso das Ciências, costuma escolher no final de cada ano a “descoberta do ano”.  Em 2016 a descoberta do ano tinha sido a das ondas gravitacionais, vindas do choque de dois buracos negros, que haveria de valer o prémio Nobel da Física de 2017, anunciado em  3 de Outubro, aos americanos  Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorpe. E em 2017 a distinção foi para uma descoberta relacionada com a anterior. Tratou-se da primeira observação, realizada a 17 de Agosto mas só revelada publicamente escassos dias após o anúncio do Nobel, de ondas gravitacionais provenientes do choque de duas estrelas de neutrões, o que permitiu identificar pela primeira vez uma fonte simultânea de ondas gravitacionais e de ondas electromagnéticas ou luz. A colisão de duas estrelas de neutrões foi responsável pela emissão de ondas gravitacionais, durante os dois minutos antes do choque, depois pela emissão de raios gama,  que surgiram dois segundos após, a seguir, após 11 horas, pela emissão de luz visível, e, ao fim de duas semanas, pela emissão de raios X e de ondas de rádio. As ondas gravitacionais emitidas pelo par de estrelas de neutrões que, num baile vertiginoso, se aproximaram em espiral até colidirem uma com a outra são diferentes: têm, por exemplo, frequências maiores do que as que vêm de buracos negros. Nos emissores que se conheciam de ondas gravitacionais não emitiam qualquer luz por se tratarem de buracos negros – o próprio nome “negro” indica que não emitem luz -, mas, no caso de binários de duas estrelas de neutrões, já é possível receber luz e, para nosso contentamento, recebeu-se a partir de 17 de Agosto luz de várias frequências, que teve portanto de ser recolhida por telescópios de vários tipos, uns instalados em terra (os de luz visível, de infravermelhos e de ondas de rádio) e outros montados em satélites em órbita terrestre (os telescópios de raios gama e de raios X). O céu proporcionou-nos um espectáculo não só de “som” gravitacional mas também de luz e, ainda por cima, à semelhança de um fogo de artifício, luz de vários tipos. “Som” vai entre aspas porque não se trata de som convencional, que exige um meio material, mas sim da vibração do próprio espaço.

O nome “estrelas de neutrões” deve-se ao facto de a estrela ser feita de partículas do núcleo atómico, protões e neutrões, mas com grande predomínio de neutrões. A sua densidade é semelhante à dos núcleos atómicos: de facto, é como se fosse um gigantesco! núcleo atómico. Nos núcleos que ocupam o centro de todos os átomos, que constituem os elementos químicos, o número de neutrões vai aumentando à medida que aumenta o número de protões, deixando a certa altura de existir núcleos estáveis, por causa da repulsão eléctrica entre as cargas dos protões. Mas, numa estrela de neutrões, as forças nucleares fortes conseguem ganhar à repulsão entre os poucos protões.

O que distingue os buracos negros de estrelas de neutrões? A sua massa. Tanto uns como outros surgem no centro de uma estrela muito grande que explode numa fase avançada da sua idade – essa estrela chama-se “supernova”. A diferença é que os buracos negros têm uma massa maior do que  duas ou três massas solares ao passo que as estrelas de neutrões têm massa menor. Os buracos negros são, por isso, muito mais densos do que as estrelas de neutrões, que já são bastante densas, muito mais do que o Sol (basta dizer que a sua massa é semelhante à do Sol mas está concentrada numa esfera de cerca de dez quilómetros de raio). Uma vez que as estrelas de neutrões emitem luz, dispomos de muito mais informação a respeito delas do que a respeito de buracos negros, que são os sítios mais misteriosos do Universo.

Foram os mesmos dois observatórios americanos que tinham detectado as primeiras ondas gravitacionais, que constituem o LIGO – Laser Interferometer Gravitational Waves Observatory, que detectaram as primeiras ondas gravitacionais vindas de estrelas de neutrões. Mas não estiveram sozinhos nessa tarefa. Os seus dados foram complementados pelos de um outro observatório do mesmo tipo que funciona em Itália, o VIRGO. O facto de existirem três detectores permitiu efectuar uma triangulação para determinar a posição da fonte emissora: esta estava a 130 mil anos-luz da Terra, muito mais perto do que a fonte das primeiras ondas gravitacionais recolhidas, que estavam a mais de um milhão de anos-luz. Depressa se percebeu que um satélite, o Observatório Fermi de Raios Gama da NASA, tinha recolhido emissões fortes de raios gama vindas precisamente do mesmo local. Conhecido o sítio do céu e alertada a comunidade internacional de astrofísica, logo 70 diferentes telescópios, com os quais trabalham milhares de astrónomos, passaram a olhar com atenção e viram luz de vários tipos de onde antes não vinha nenhuma. Alguns modelos teóricos de choques de estrelas de neutrões puderam assim ser testados pela primeira vez e…  confirmados. Por exemplo previa-se que aparecessem elementos químicos mais pesados do que o ferro e apareceram mesmo, emitindo radiação característica.

Estamos a entrar num novo mundo na astrofísica. O que foi observado não foi uma grande novidade, pois se tratou essencialmente de confirmar conjecturas de base sólida. Mas agora estão abertas as portas para uma nova era de observações, que podem trazer surpresas. Dispomos de uma nova maneira de conhecer o céu, que junta luz e “som”. Tínhamos só filmes mudos, agora temos filmes “sonoros”. Não sabemos que filmes vêm aí…

A “descoberta do ano” diz respeito a eventos catastróficos muito longe de nós (ainda bem que é longe!), mas a espantosa tecnologia que usámos para a concretizar poderá encontrar aplicações no nosso quotidiano. Já há tecnologia computacional de detecção de corpos celestes que serve para encontrar tumores cancerígenos. Os leitores da Science, muito interessados  em questões de saúde, escolheram para descoberta do ano um sucesso recente em terapia genética. Mas a Science esteve bem ao ter escolhido uma descoberta da física. Se é certo que há grandes avanços na medicina, também os há na física. E o espaço sempre nos fascinou.