Kilonova potencialmente vista pela primeira vez
Uma quilonova ocorre quando duas estrelas de nêutrons – alguns dos
objetos mais densos do universo – se fundem para criar uma explosão 1.000 vezes
mais brilhante que uma nova clássica.
Pela primeira vez, astrônomos liderados pela Northwestern University
podem ter detectado um brilho residual de uma kilonova. Uma quilonova ocorre quando duas estrelas de nêutrons – alguns dos
objetos mais densos do universo – se fundem para criar uma explosão 1.000 vezes
mais brilhante que uma nova clássica. Nesse caso, um jato estreito e fora do
eixo de partículas de alta energia acompanhou o evento de fusão, apelidado de
GW170817. Três anos e meio após a fusão, o jato desapareceu, revelando uma nova
fonte de misteriosos raios-X.
Como a principal explicação para a nova fonte de raios-X, os
astrofísicos acreditam que a expansão de detritos da fusão gerou um choque -
semelhante ao estrondo sônico de um avião supersônico. Esse choque então
aqueceu os materiais ao redor, o que gerou emissões de raios-X, conhecidas como
kilonova afterglow. Uma explicação alternativa é que materiais caindo em
direção a um buraco negro – formado como resultado da fusão de estrelas de
nêutrons – causaram os raios-X.
Qualquer cenário seria o primeiro para o campo. O estudo foi publicado
hoje (28 de fevereiro), no The Astrophysical Journal Letters .
"Entramos em território desconhecido aqui estudando as
consequências de uma fusão de estrelas de nêutrons", disse Aprajita
Hajela, da Northwestern, que liderou o novo estudo. "Estamos olhando para
algo novo e extraordinário pela primeira vez. Isso nos dá a oportunidade de
estudar e entender novos processos físicos, que não foram observados
antes."
Hajela é estudante de pós-graduação no Centro de Exploração
Interdisciplinar e Pesquisa em Astrofísica da Northwestern (CIERA) e no
Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Artes e Ciências de
Weinberg.
Em 17 de agosto de 2017, GW170817 fez história como a primeira fusão de
estrelas de nêutrons detectada tanto por ondas gravitacionais quanto por
radiação eletromagnética (ou luz). Desde então, os astrônomos têm usado
telescópios em todo o mundo e no espaço para estudar o evento em todo o
espectro eletromagnético.
Usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, os astrônomos
observaram as emissões de raios-X de um jato movendo-se muito perto da
velocidade da luz produzida pela fusão de estrelas de nêutrons. A partir do
início de 2018, a emissão de raios X do jato diminuiu constantemente à medida
que o jato continuava a desacelerar e se expandir. Hajela e sua equipe notaram
então, de março de 2020 até o final de 2020, o declínio no brilho parou e a
emissão de raios-X foi aproximadamente constante em brilho.
Esta foi uma pista significativa.
"O fato de que os raios X pararam de desaparecer rapidamente foi
nossa melhor evidência de que algo além de um jato está sendo detectado em
raios X nesta fonte", disse Raffaella Margutti, astrofísica da
Universidade da Califórnia em Berkeley e pesquisadora sênior da Universidade da
Califórnia em Berkeley. autor do estudo. "Uma fonte completamente
diferente de raios-X parece ser necessária para explicar o que estamos vendo."
Os pesquisadores acreditam que um brilho residual de kilonova ou um
buraco negro provavelmente estão por trás dos raios-X. Nenhum dos cenários
jamais foi observado.
“Esta seria a primeira vez que vimos um brilho residual de kilonova ou
a primeira vez que vimos material caindo em um buraco negro após uma fusão de
estrelas de nêutrons”, disse o coautor do estudo Joe Bright, também da
Universidade da Califórnia. em Berkeley. "Qualquer resultado seria
extremamente emocionante."
Para distinguir entre as duas explicações, os astrônomos continuarão
monitorando GW170817 em raios-X e ondas de rádio. Se for um brilho residual de
kilonova, espera-se que as emissões de raios-X e rádio fiquem mais brilhantes
nos próximos meses ou anos. Se a explicação envolver matéria caindo em um
buraco negro recém-formado, então a saída de raios X deve permanecer estável ou
diminuir rapidamente, e nenhuma emissão de rádio será detectada ao longo do
tempo.
"Um estudo adicional de GW170817 pode ter implicações de longo alcance", disse a coautora do estudo Kate Alexander, pós-doutoranda do CIERA na Northwestern. "A detecção de um brilho residual de kilonova implicaria que a fusão não produziu imediatamente um buraco negro. Alternativamente, este objeto pode oferecer aos astrônomos a chance de estudar como a matéria cai em um buraco negro alguns anos após seu nascimento."
Fonte: MaisConhecer.com
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