Já se passaram três anos desde a detecção histórica de ondas gravitacionais oriundas da fusão de duas estrelas de nêutrons.
© E. Troja (colisão de duas estrelas de nêutrons na galáxia NGC 4993)
E desde aquele dia que uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo o astrofísico Bing Zhang da Universidade do Nevada, Las Vegas, EUA, tem vindo a monitorar continuamente as emissões subsequentes de radiação a fim de fornecer a imagem mais completa de tal evento.
A sua análise fornece explicações possíveis para os raios X que continuaram irradiando da colisão muito depois do que os modelos previam que parasse. O estudo também revela que os modelos atuais de estrelas de nêutrons carecem de informações importantes.
É uma nova fase da compreensão das estrelas de nêutrons, pois todos os modelos não previam a presença de raios X, que foi observado 1.000 dias após a detecção do evento de colisão.
A fusão de estrelas de nêutrons, GW170817, foi identificada pela primeira vez graças a ondas gravitacionais detectadas no dia 17 de agosto de 2017. Em poucas horas, telescópios de todo o mundo começaram a observar no espectro eletromagnético, incluindo raios gama e luz emitida pela explosão. Foi a primeira e única vez que os astrônomos foram capazes de observar a radiação associada às ondas gravitacionais, embora já soubessem há muito que esta radiação existe. Todas as outras ondas gravitacionais observadas até à data tiveram origem em eventos que estão demasiado distantes ou que não emitem radiação eletromagnética brilhante o suficiente para ser detectada da Terra.
Segundos após a detecção de GW170817, os cientistas registaram o jato inicial de energia, conhecido como GRB (Gamma-Ray Burst), depois uma quilonova mais lenta, uma nuvem de gás que explodiu depois do jato inicial. A luz da quilonova durou cerca de três semanas e depois desvaneceu. Entretanto, nove dias depois da detecção da primeira onda gravitacional, os telescópios captaram algo que nunca tinham observado antes: raios X.
Os modelos científicos baseados na astrofísica conhecida previram que, à medida que o jato inicial de uma colisão de estrelas de nêutrons se move através do espaço interestelar, este cria a sua própria onda de choque, que emite raios X, ondas de rádio e luz. Isto é conhecido como brilho residual. Observou-se que esta pós-luminescência aumentou no início, atingiu o seu pico cerca de 160 dias após a detecção das ondas gravitacionais e depois diminuiu rapidamente. Depois de três anos, as ondas rádio e a luz desapareceram, mas os raios X permanecem. Foram observados pela última vez pelo observatório de raios X Chandra dois anos e meio depois da detecção inicial de GW170817.
O estudo sugere algumas explicações possíveis para as emissões de raios X de longa duração. Uma possibilidade é que estes raios X representam uma característica completamente nova do pós-brilho de uma colisão, e que a dinâmica de uma explosão de raios gama é talvez, de alguma forma, diferente do esperado. Outra possibilidade é que a quilonova e a nuvem de gás em expansão, por trás do jato inicial de radiação, possam ter criado a sua própria onda de choque que demorou mais para chegar à Terra. Uma terceira possibilidade é que algo pode ter sido deixado para trás após a colisão, talvez o remanescente de uma massiva estrela de nêutrons que emite raios X.
Esta terceira possibilidade é intrigante, porque colocará uma restrição importante na equação pouco conhecida do estado da matéria nuclear. O monitoramento a longo prazo da radiação eletromagnética, desta e de outras futuras fusões de estrelas de nêutrons binárias, ajudará a resolver este problema fundamental da física.
São necessárias muitas mais análises antes que os pesquisadores possam confirmar exatamente de onde vieram os raios X remanescentes. Algumas respostas podem já chegar em dezembro, quando o telescópio Chandra observar novamente a fonte de GW170817.
Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fonte: Royal Astronomical Society
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