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Fusão de estrelas de nêutrons oferece um novo puzzle aos astrônomos


A imagem mostra a fonte de ondas gravitacionais GW170817 em raios-X, produzida pela fusão de duas estrelas de nêutrons. A imagem da esquerda é a soma das observações com o Observatório de raios-X Chandra da NASA, obtidas no final de agosto e início de setembro, e a imagem da direita é a soma das observações do Chandra obtidas no início de dezembro. Tornou-se cerca de 4 vezes mais brilhante ao longo de três meses. O evento teve lugar na galáxia NGC 4993, cujo centro também pode ser visto nas imagens. GW170817 foi observado pela primeira vez no dia 17 de agosto de 2017.
Crédito: NASA/CXC/McGill/J. Ruan et al.


O brilho de uma distante fusão de estrelas de nêutrons, detetada no passado mês de agosto, continuou a aumentar - para a surpresa dos astrofísicos que estudam as consequências da gigantesca colisão que ocorreu a aproximadamente 138 milhões de anos-luz de distância e atirou ondas gravitacionais pelo Universo.

Novas observações com o Observatório de raios-X Chandra da NASA, divulgadas na revista Astrophysical Journal Letters, indicam que a explosão de raios-gama desencadeada pela colisão é mais complexa do que os cientistas imaginaram inicialmente.

"Geralmente, quando vemos uma pequena explosão de raios gama, a emissão de jatos aqui gerada fica mais brilhante durante um curto período de tempo enquanto colide com o meio circundante - e depois desaparece quando o sistema para de injetar energia no fluxo," comenta Daryl Haggard, astrofísico da Universidade McGill, cujo grupo de investigação liderou o novo estudo. "Esta é diferente; definitivamente não é um jato simples e estreito."

Teoria do casulo

Os novos dados podem ser explicados usando modelos mais complicados para os remanescentes da fusão de estrelas de neutrões. Uma possibilidade: a fusão lançou um jato que chocou e aqueceu os detritos gasosos circundantes, criando um "casulo" quente em redor do jato que brilhou em raios-X e rádio durante meses.

As observações de raios-X encaixam com os dados de ondas rádio divulgados o mês passado por outra equipe de cientistas que descobriu que essas emissões da colisão também continuaram a aumentar de brilho ao longo do tempo.

Enquanto os radiotelescópios foram capazes de monitorar o pós-brilho ao longo do outono, os observatórios ópticos e de raios-X não conseguiram observar durante cerca de três meses porque durante esse período o local do evento, no céu, estava demasiado perto do Sol.

"Quando a fonte surgiu daquele ponto cego no céu no início de dezembro, a nossa equipe do Chandra aproveitou logo a oportunidade para ver o que estava acontecendo," comenta John Ruan, investigador pós-doutorado do Instituto Espacial McGill e autor principal do novo artigo. "E, com certeza, o brilho estava mais intenso em raios-X, tal como estava no rádio."

Puzzle de física

Esse padrão inesperado desencadeou uma corrida, entre os astrônomos, para entender a física que alimenta a emissão. "Esta fusão entre duas estrelas de nêutrons é diferente de tudo o que já vimos," afirma Melania Nynka, outra investigadora pós-doutorada de McGill. "Para os astrofísicos, é um presente que continua a dar frutos." Nynka também é coautora do artigo, juntamente com astrônomos da Universidade Northwestern e da Universidade de Leicester.

A fusão entre as duas estrelas de nêutrons foi detetada pela primeira vez no dia 17 de agosto pela experiência LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). O detector europeu, Virgo, e cerca de 70 observatórios terrestres e espaciais ajudaram a confirmar a descoberta.

A descoberta abriu uma nova era na astronomia. Assinala a primeira vez que os cientistas foram capazes de observar um evento cósmico tanto no espectro eletromagnético - a base da astronomia tradicional - como em ondas gravitacionais, ondulações no espaço-tempo previstas há um século pela teoria geral da relatividade de Albert Einstein. Pensa-se que as fusões das estrelas de nêutrons, que estão entre os objetos mais densos do Universo, sejam responsáveis por produzir elementos pesados, como ouro, platina e prata.

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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