Astrônomos esperam detectar ondas gravitacionais vindas da supernova 1987A
Uma explosão de supernova é uma explosão cataclísmica que marca o fim violento da vida de uma estrela massiva.
Imagem do Telescópio Espacial Hubble de SN1987A na Grande Nuvem de Magalhães. Crédito: NASA
Durante o evento, a estrela liberta imensas
quantidades de energia, muitas vezes ofuscando a luz combinada de todas as
estrelas da galáxia hospedeira durante um breve período de tempo. A explosão
produz elementos pesados e os espalha entre as estrelas para
contribuir para a formação
de novas estrelas e planetas.
Durante
a maior parte da vida de uma estrela existe estabilidade. À medida que uma
estrela continua a envelhecer, ela funde elementos no núcleo e há um impulso
para fora conhecido como força termonuclear. Isto é equilibrado pela atração da
gravidade que tenta fazer a estrela colapsar e, durante a maior parte da sua
vida, estas duas forças se equilibram.
Quando estrelas como o Sol morrem, a força termonuclear supera a força da gravidade e as camadas externas são suavemente perdidas no espaço através das fases de gigante vermelha e nebulosa planetária. Estrelas mais massivas , com cerca de oito vezes a massa do Sol ou mais, a gravidade supera a força termonuclear que cessa temporariamente quando a estrela morre e implode.
É esse processo que é
conhecido como supernova. O resultado final depende da estrela progenitora, mas
pode ser uma estrela de nêutrons , um pulsar ou até mesmo um buraco negro.
Em
1987, uma estrela explodiu na Grande Nuvem de Magalhães e, apesar de ainda
estar a 168.000 anos-luz da Terra, proporcionou aos astrónomos uma grande
oportunidade de estudar uma supernova de perto, mais perto do que nunca. No
centro do remanescente de supernova em lenta expansão está uma estrela de
nêutrons (NS1987A – a detecção de neutrinos confirmou isso), os restos do
núcleo da estrela progenitora.
À
medida que o núcleo entrou em colapso, todos os prótons e elétrons se fundiram
para formar um corpo massivo, gigantesco e até colossal…. nêutron com cerca de
20 km de diâmetro.
As
estrelas de nêutrons não são perfeitas, suas superfícies provavelmente
apresentam imperfeições e, à medida que giram, as protuberâncias e saliências -
por mais pequenas que sejam - provavelmente causarão ondas gravitacionais. Como
o nome sugere, as ondas gravitacionais são ondulações, assim como as ondas do
oceano, mas em vez de se propagarem pela água, elas se propagam pelo espaço e
pelo tempo. As primeiras ondas foram descobertas em 2015 usando o Laser
Interferometer Gravitational Wave Observatory (também conhecido pelo cativante
título LIGO).
Tsvi
Piran e Takashi Nakamura sugeriram em 1988 que poderia ser possível detectar
ondas gravitacionais de estrelas de nêutrons, mas foi só quando os
observatórios de ondas gravitacionais como o LIGO entraram em operação que o
potencial para provar isso se tornou realidade.
Em
2022, foi feita uma tentativa malsucedida de detectar ondas gravitacionais de
NS1987A usando o sistema Advanced LIGO e outro observatório de ondas
gravitacionais chamado VIRGO. A busca abrangeu frequências de 75 a 275 Hz.
Em
um artigo recém-publicado no servidor de pré-impressão arXiv por Benjamin J.
Owen, Lee Lindblom, Luciano Soares Pinheiro e Binod Rajbhandari, uma nova
tentativa é descrita utilizando dados do Advanced LIGO e um conjunto adicional
de dados do VIRGO. Nesta tentativa, foi utilizado um código aprimorado que
ampliou a banda de frequência de 35 para 1050 Hz. Infelizmente a busca
novamente não teve sucesso, mas a equipe não desiste.
Outras
pesquisas estão planejadas usando dados do Advanced LIGO e de outra execução de
observação do VIRGO e até mesmo do observatório Cosmic Explorer quando ele for
finalmente comissionado e esperamos que revele finalmente ondas gravitacionais
de estrelas de nêutrons nos próximos anos.
Fonte:
phys.org
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