Astronomia e Universo

Os cientistas podem estar um passo mais perto de desvendar um dos grandes mistérios do Universo depois de calcularem que as estrelas de nêutrons podem ser uma chave para nos ajudar a compreender a matéria escura indescritível. Crédito: Pixabay/CC0 Domínio Público   Em um artigo publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, físicos do Centro de Excelência ARC para Física de Partículas de Matéria Escura, liderado pela Universidade de Melbourne, calcularam que a energia transferida quando partículas de matéria escura colidem e se aniquilam dentro de estrelas de nêutrons frias e mortas pode aquecer as estrelas sobem muito rapidamente. Anteriormente, pensava-se que esta transferência de energia poderia demorar muito tempo, em alguns casos, mais longa do que a idade do próprio Universo, tornando este aquecimento irrelevante. A professora Nicole Bell, da Universidade de Melbourne, disse que os novos cálculos mostram pela primeira vez que a maior parte da energia seria dep

Simulação computacional revela o dínamo que gera campos magnéticos em grande escala na fusão de estrelas de nêutrons e que pode resultar em explosões de raios gama de alta energia   Impressão de artista que mostra duas estrelas de neutrões, pequenas mas muito densas, no ponto de fusão e explosão como quilonova. Crédito: Universidade de Warwick/Mark Garlick/ESO A fusão e a colisão de estrelas de neutrões produzem poderosas explosões de quilonova e erupções de raios gama. Há muito que os cientistas suspeitam que um campo magnético grande e ultraforte é o motor por detrás destes fenómenos altamente energéticos. No entanto, o processo que gera este campo magnético tem sido um mistério até agora. Os investigadores do Instituto Max Planck de Física Gravitacional e das universidades de Quioto e Toho revelaram o mecanismo subjacente graças a uma simulação computorizada de alta resolução que tem em conta toda a física fundamental. Os investigadores mostraram que as estrelas de neutrões al

  Mais um elo perdido   Se, há poucos dias, descobrimos o elo perdido entre as supernovas e as estrelas de nêutrons, agora podemos ter preenchido o hiato que ainda existia entre essas estrelas supermassivas e os ainda mais massivos buracos negros. Impressão artística do sistema observado, assumindo que a estrela companheira é um buraco negro. A estrela de fundo mais brilhante é sua companheira orbital, o pulsar de rádio PSR J0514-4002E. As duas estrelas estão separadas por 8 milhões de km e circulam uma em volta da outra a cada 7 dias. [Imagem: Daniëlle Futselaar (artsource.nl)] Uma equipe internacional de astrônomos descobriu um corpo celeste de um tipo desconhecido até agora: Ele é mais pesado do que as estrelas de nêutrons mais pesadas que se considera possível e, ao mesmo tempo, mais leve do que os buracos negros mais leves já observados. Usando o radiotelescópio MeerKAT, na África do Sul, Ewan Barr e seus colegas queriam medir o período de um pulsar binário de milissegundos

Ao analisar os dados de vários telescópios espaciais, os astrônomos realizaram um estudo detalhado de uma fonte ultraluminosa de raios X conhecida como NGC 2403 XMM4.  Curva de luz de vinte anos de NGC 2403 XMM4 obtida a partir de observações Swift (caixas azuis), Chandra (diamantes magenta), XMM-Newton (círculos verdes) e NuSTAR (triângulos vermelhos). A luminosidade observada é relatada na banda de energia de 0,3-10 keV, com valores de Chandra e NuSTAR extrapolados para essa banda a partir de seus parâmetros de melhor ajuste. Crédito: Luangtip e Roberts, 2023. Os resultados do estudo, publicados em 5 de janeiro na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, indicam que esta fonte é uma estrela de nêutrons com acreção a taxas super-Eddington.   Fontes ultraluminosas de raios X (ULXs) são fontes pontuais no céu com luminosidades típicas de raios X a um nível de 1,0 duodecilhões erg/s. Eles são menos luminosos que os núcleos galácticos ativos (AGN), mas mais consistente

Estudo sugere que, além da matéria densa de nêutrons, pode existir um estado ainda mais denso de matéria quark no universo   Estrelas de nêutrons são minúsculas e extremamente quentes (Imagem: NASA Goddard/YouTube) Um estudo revolucionário publicado na Nature Communications revela a possibilidade de um estado inusitado da matéria existir no coração de estrelas de nêutrons. Os pesquisadores utilizaram uma abordagem inovadora para entender a estrutura interna dessas estrelas, sugerindo a presença de núcleos de quarks.    Em estrelas de nêutrons, os quarks – que normalmente estão confinados dentro de prótons e nêutrons – podem se libertar, formando uma espécie de “sopa de quarks”. Essa possibilidade desafia o entendimento tradicional da física de partículas, na qual se acredita que os quarks estejam sempre ligados, formando partículas compostas como prótons e nêutrons. Devido à impossibilidade de realizar experimentos diretos em estrelas de nêutrons ou recriar condições semelhantes

O fenómeno das rajadas rápidas de rádio, antes envoltas em mistério, pode agora ter uma ligação com a nossa compreensão dos terramotos.   Explosões rápidas de rádio ( FRBs ) há muito intrigam os astrônomos. Embora invisíveis a olho nu, estas intensas explosões de energia iluminam o cosmos para os radiotelescópios, levantando questões sobre as suas origens. Anteriormente, foram traçados paralelos entre as distribuições de energia de FRBs recorrentes, terremotos e explosões solares. No entanto, pesquisadores da Universidade de Tóquio se aprofundaram , destacando semelhanças significativas entre FRBs e terremotos, reforçando assim o conceito de que os FRBs podem ser o resultado de “estrelas” em estrelas de nêutrons. Do espaço profundo aos tremores da Terra As rajadas rápidas de rádio, identificadas pela primeira vez em 2007, são flashes intensos e breves vistos em ondas de rádio. Embora a duração de cada explosão seja incrivelmente curta, elas podem atravessar bilhões de anos-luz. Ape

Uma inovação significativa foi alcançada no campo da astrofísica. Pesquisadores desenvolveram uma simulação computacional tridimensional (3D) avançada que imita a luz emitida após a fusão de duas estrelas de nêutrons. Esta simulação produziu resultados que se alinham estreitamente com uma kilonova observada, nomeada AT2017gfo.   Luke J. Shingles, o principal autor da publicação no renomado “The Astrophysical Journal Letters”, destacou a concordância sem precedentes entre a simulação e a observação. Este alinhamento sugere que os cientistas agora têm uma compreensão ampla dos eventos que ocorrem durante e após a explosão de uma kilonova. Recentes observações combinando ondas gravitacionais e luz visível apontaram para fusões de estrelas de nêutrons como o principal local de produção de certos elementos. Esta pesquisa foi uma colaboração entre o GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung e a Queen’s University Belfast. A luz que observamos através de telescópios é determinada pela

Nos últimos anos, a astronomia tem-se visto numa espécie de crise: embora saibamos que o Universo está a expandir-se, e embora saibamos aproximadamente a que velocidade, as duas principais formas de medir essa expansão não estão de acordo. Agora, astrofísicos do Instituto Niels Bohr sugerem um novo método que pode ajudar a resolver esta tensão.   As galáxias estão relativamente paradas no espaço, mas o próprio espaço está a expandir-se. Isto faz com que as galáxias se afastem umas das outras a uma velocidade cada vez maior. No entanto, o valor exato é ainda misterioso. Crédito: ESO/L. Calçada O Universo está em expansão Sabemos isto desde que Edwin Hubble e outros astrónomos, há cerca de 100 anos, mediram as velocidades de um certo número de galáxias circundantes. As galáxias do Universo são "transportadas" para longe umas das outras por esta expansão e, por conseguinte, afastam-se umas das outras. Quanto maior for a distância entre duas galáxias, mais rapidamente se af

Uma estrela de nêutrons tem 2 massas solares comprimidas em uma bola de apenas 12 quilômetros de largura. Sua gravidade superficial é tão imensa que comprime átomos e moléculas em núcleos brutos e comprime elétrons em prótons, transformando-os em nêutrons.   Representação artística de uma estrela de nêutrons altamente magnetizada conhecida como magnetar. Crédito: Goddard Space Flight Center/S da NASA. Wiessinger   Dadas pressões e densidades tão imensas, pode-se presumir que as estrelas de nêutrons têm uma superfície quase perfeitamente lisa. Mas você estaria errado porque sabemos que estrelas de nêutrons podem ter montanhas.  Sabemos que as estrelas de nêutrons são geologicamente ativas graças aos pulsares. Os fortes campos magnéticos de uma estrela de nêutrons podem gerar feixes de energia de rádio que varrem o céu a cada rotação. Quando esses feixes se alinham em nossa direção, podemos ver pulsos regulares de luz de rádio. Esses pulsos são extremamente regulares e, com o tempo,

A física fica estranha nos extremos. A astrofísica geralmente lida com o extremamente grande – grandes energias, grandes gravidades e muitas e muitas coisas. A mecânica quântica, por outro lado, normalmente lida com os extremamente pequenos – quarks e outras partículas que são completamente invisíveis ao olho humano.   Representação artística de uma estrela de nêutrons.Crédito – Pixabay / Domínio Público   Até agora, apesar de décadas de tentativas, nenhuma Grande Teoria Unificada (ou qualquer outra teoria) combina essas duas teorias opostas. Isso torna ainda mais interessante que uma equipe do Observatório da Montanha Púrpura da Academia Chinesa de Ciências tenha proposto uma ideia de que os núcleos interiores de estrelas de nêutrons, um dos exemplos mais extremos de grandes extremos do universo, poderiam ser compostos por um tipo de partícula minúscula que faz parte da "sopa" da mecânica quântica chamada quark estranho. Quarks estranhos são um dos seis tipos de quarks e

  Quando estrelas de nêutrons colidem Duas estrelas de nêutrons começam a se fundir nesta ilustração, lançando um jato de partículas de alta velocidade e produzindo uma nuvem de detritos. Essas explosões de raios gama (GRBs) são os eventos mais poderosos do universo. Os cientistas acham que esses tipos de eventos são fábricas de uma parte significativa dos elementos pesados do universo, incluindo o ouro. Eles basearam suas estimativas na taxa de GRBs de rajadas curtas que se acredita ocorrer em todo o cosmos, mas uma descoberta de 11 de dezembro de 2021 mostrou que eles também precisarão levar em consideração rajadas longas em seus cálculos. Nas últimas décadas, os astrônomos geralmente dividiram os GRBs em duas categorias. Explosões longas emitem raios gama por dois segundos ou mais e se originam da formação de objetos densos como buracos negros no centro de estrelas massivas em colapso. Explosões curtas emitem raios gama por menos de dois segundos e são causadas por fusões de obj

Os binários de raios-X são sistemas compostos por uma estrela normal e uma estrela colapsada – uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. A matéria que cai da estrela normal para a estrela colapsada fica tão quente que emite raios-X abundantes. Quando a luminosidade desses raios-X é alta, as instabilidades que ocorrem podem nos ajudar a entender as condições extremas encontradas nas proximidades de estrelas colapsadas. Em um estudo recente, os pesquisadores relatam padrões de variabilidade no sistema de estrelas de nêutrons Swift J1858.6−0814, anteriormente considerados únicos para o buraco negro GRS 1915+105. O padrão de raios-X emitido pelo GRS 1915+105 é semelhante a um eletrocardiograma e exibe uma característica chamada variabilidade do tipo β ou “batimento cardíaco”. Essa variabilidade é resultado direto da taxa flutuante de acreção de matéria no buraco negro. Isso leva à rápida depleção e reabastecimento do disco de acreção interno, causando variações na emissão de raios-X e

Uma equipe científica internacional liderada pelo Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) encontrou uma estrela de nêutrons que captura matéria de uma estrela companheira com um processo violento e instável. Impressão artística da erupção ardente da estrela de nêutrons Swift J1858 em comparação com o buraco negro GRS 1915+105. Crédito: Gabriel Pérez Díaz (IAC)   Este mecanismo, anteriormente observado apenas em buracos negros muito brilhantes, mostra que a chamada "instabilidade de acreção" é na verdade um processo físico fundamental. Além disso, esta descoberta abre um novo cenário geral que explica a extrema acreção de matéria em objetos compactos. O estudo foi publicado na revista Nature. Binários de raios-X são sistemas formados por um objeto compacto, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, e uma estrela de tamanho semelhante ao Sol. O objeto compacto engole matéria da estrela companheira através de um disco que emite grandes quantidades de luz, especialmente