Era cerca de 7h40 da manhã de 17 de agosto de 2017. Marcelle Soares-Santos tinha acabado de se deitar depois de uma noite inteira de trabalho — monitorando dados de uma colisão de buracos negros detectada três dias antes. O telefone tocou. Era o alerta automático do LIGO, o detector de ondas gravitacionais americano. Desta vez, não eram buracos negros.

Eram duas estrelas de nêutrons. E elas haviam colidido a 130 milhões de anos-luz da Terra.

Marcelle saltou da cama. Sua equipe, ligada ao projeto Dark Energy Survey, era uma das equipes ao redor do mundo que estavam monitorando o céu na esperança de capturar a contraparte óptica de um evento assim — ou seja, a luz produzida por uma colisão que os detectores de ondas gravitacionais haviam sentido. Em menos de 11 horas, eles encontraram.

“Isso vai além dos meus sonhos mais incríveis.”

— Marcelle Soares-Santos, em entrevista à National Science Foundation no dia do anúncio histórico, 2017

De Vitória (ES) ao Cosmos

Marcelle Soares-Santos nasceu em 1983, em Vitória, no Espírito Santo. Com quatro anos, a família se mudou para Parauapebas, no Pará. Sua entrada na ciência tem uma origem quase poética: quando criança, viu à distância a explosão em uma pedreira — e percebeu que o som chegou depois da luz. Os professores explicaram. Mas a explicação não foi suficiente. Marcelle queria saber mais.

Voltou para Vitória aos 14 anos. Graduou-se em Física pela Universidade Federal do Espírito Santo. Fez mestrado em ondas gravitacionais primordiais na USP (2006) e doutorado em cosmografia com aglomerados de galáxias (2010). Em seguida, foi para os Estados Unidos para um estágio pós-doutoral no Fermi National Accelerator Laboratory — o Fermilab, em Illinois — onde permaneceu muito além do prazo inicial, sendo promovida a pesquisadora efetiva.

Marcelle Soares-Santos ao lado da Dark Energy Camera — câmera de 570 megapixels que ela ajudou a construir e que foi fundamental na detecção da colisão de 2017. — DOE/FNAL/DECam.*

A Câmera que Viu o Impossível

Parte central do trabalho de Marcelle foi a construção e operação da Dark Energy Camera (DECam) — uma câmera astronômica de 570 megapixels instalada no telescópio Blanco, no Observatório Cerro Tololo, no Chile. É um dos maiores detectores ópticos do mundo, capaz de capturar imagens de galáxias a bilhões de anos-luz de distância.

A câmera foi construída para o Dark Energy Survey (DES), projeto que mapeia centenas de milhões de galáxias para entender a energia escura — a força misteriosa que acelera a expansão do universo. Mas quando o LIGO detectou a colisão de estrelas de nêutrons em agosto de 2017, foi exatamente essa câmera que Marcelle e sua equipe usaram para encontrar a luz do evento no céu do hemisfério sul.

A janela de busca era de horas. A região do céu indicada pelas ondas gravitacionais cobria centenas de graus quadrados. Em menos de um dia, a equipe localizou o brilho da colisão numa galáxia chamada NGC 4993.

Por Que isso Mudou a Astrofísica

 

 

Observatório LIGO — o detector de ondas gravitacionais cujo alerta acordou Marcelle às 7h40 de 17 de agosto de 2017. — Caltech/MIT/LIGO Lab.∆

A Busca pela Energia Escura

Hoje, o trabalho central de Marcelle Soares-Santos é entender um dos maiores enigmas da cosmologia: a energia escura. Acredita-se que ela constitua cerca de 68% de todo o conteúdo do universo — e seja responsável pela aceleração da expansão cósmica observada desde 1998. O problema é que ninguém sabe ao certo o que ela é.

Marcelle busca pistas combinando duas ferramentas poderosas: as ondas gravitacionais, que medem distâncias com alta precisão, e levantamentos ópticos como o DES, que mapeiam como as galáxias se distribuem e como essa distribuição muda ao longo do tempo. A ideia é usar esses dados combinados para medir como o universo se expande — e a partir daí, inferir a natureza da energia escura.

É um projeto que pode levar décadas. Mas como a própria Marcelle disse, na manhã em que um alerta a tirou da cama e a colocou na história da astrofísica: às vezes o universo adianta o calendário.