No dia 17 de agosto de 2017, os cientistas fizeram história com a primeira observação direta de uma fusão entre duas estrelas de nêutrons. Foi o primeiro evento cósmico detectado com ondas gravitacionais e no espetro eletromagnético, desde raios gama ao rádio.
© Hubble/E. Troja (uma recém-confirmada quilonova)
O impacto também criou uma quilonova, uma explosão "turbinada" que forjou instantaneamente o equivalente a centenas de planetas em ouro e platina. As observações forneceram a primeira evidência convincente de que as quilonovas produzem grandes quantidades de metais pesados, uma descoberta há muito prevista pela teoria. Os astrônomos suspeitam que todo o ouro e toda a platina da Terra se formaram como resultado de antigas quilonovas criadas durante colisões entre estrelas de nêutrons.
Com base nos dados do evento de 2017, descoberto pela primeira vez pelo LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), os astrônomos começaram a ajustar as suas suposições de como uma quilonova deveria aparecer para os observadores terrestres. Uma equipe liderada por Eleonora Troja, pesquisadora associada do Departamento de Astronomia da Universidade de Maryland, EUA, examinou dados de uma explosão de raios gama detectada em agosto de 2016 e encontrou novas evidências de uma quilonova que passou despercebida durante as observações iniciais.
O Observatório Neil Gehrels Swift da NASA começou a rastrear o evento de 2016, com o nome GRB160821B, minutos depois de ter sido detectado. A captura antecipada permitiu a reunião de novas informações que faltavam às observações da quilonova detectada pelo LIGO, que só começaram 12 horas após a colisão inicial.
As semelhanças entre os dois eventos sugerem que a quilonova de 2016 também resultou da fusão de duas estrelas de nêutrons. As quilonovas podem também resultar da fusão de um buraco negro e de uma estrela de nêutrons, mas não se sabe se tal evento produziria uma assinatura diferente em observações de raios X, infravermelho, rádio e no visível.
As informações recolhidas durante o evento de 2016 não contêm tantos detalhes quanto as observações do evento LIGO. Mas a cobertura destas primeiras horas, ausentes do registo do evento LIGO, revelou novas informações importantes sobre os estágios iniciais de uma quilonova. Por exemplo, os astrônomos observaram pela primeira vez o novo objeto que permaneceu após a colisão, que não foi visível nos dados do evento LIGO.
O remanescente pode ser uma estrela de nêutrons hipermassiva e altamente magnetizada, conhecida como magnetar, que sobreviveu à colisão e depois colapsou para um buraco negro. Isto é interessante, porque a teoria sugere que um magnetar devia retardar ou até interromper a produção de metais pesados, que é a principal fonte da assinatura de radiação infravermelha de uma quilonova. A análise dos pesquisadores sugere que os metais pesados são, de alguma forma, capazes de escapar à influência da mitigação do objeto remanescente.
Troja e colegas planejam aplicar as lições aprendidas para reavaliar eventos passados, além de melhorar a sua abordagem para observações futuras. Vários eventos candidatos foram identificados com observações no visível, mas Troja está mais interessada em eventos com uma forte assinatura infravermelha - o indicador revelador da produção de metais pesados.
"O sinal infravermelho, muito brilhante, deste evento, provavelmente torna-o na quilonova mais evidente já observada no Universo distante. Estou muito interessada em saber como as propriedades da quilonova mudam com progenitores e remanescentes finais diferentes. À medida que observamos mais destes eventos, podemos aprender que existem muitos tipos diferentes de quilonovas na mesma família, como é o caso dos muitos tipos diferentes de supernovas. É muito empolgante moldar o nosso conhecimento em tempo real," disse Troja.
Estas novas descobertas foram relatadas na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fonte: Instituto de Astrofísica de Canarias
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