Há muito tempo, no Universo distante, uma enorme explosão de raios gama liberou mais energia em meio segundo do que o Sol irá produzir durante a sua vida inteira de 10 bilhões de anos.
© Hubble (brilho de uma kilonova)
Depois de examinar o surto incrivelmente brilhante no visível, em raios X, no infravermelho próximo e no rádio, astrônomos da Universidade Northwestern acreditam ter, potencialmente, detectado o nascimento de um magnetar.
Os pesquisadores pensam que o magnetar foi formado pela fusão de duas estrelas de nêutrons, o que nunca tinha sido observado antes. A fusão resultou numa quilonova brilhante, cuja luz finalmente atingiu a Terra no dia 22 de maio de 2020. A radiação veio ao início como um surto de raios gama, a que se dá o nome de explosão curta de raios gama.
"Quando duas estrelas de nêutrons se fundem, o resultado previsto mais comum é que formem uma estrela de nêutrons que colapsa num buraco negro em milissegundos ou menos," disse Wen-fai Fong, da Universidade Northwestern, que liderou o estudo. "O nosso trabalho mostra que é possível que, para esta explosão curta de raios gama em particular, o objeto massivo tenha sobrevivido. Em vez de colapsar para um buraco negro, tornou-se num magnetar: uma estrela de nêutrons que gira rapidamente e tem grandes campos magnéticos, despejando energia para o seu ambiente circundante e criando o brilho muito forte que vemos."
Fong é professora assistente de física e astronomia do Colégio de Artes e Ciências da Universidade Northwestern e membro do CIERA (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics).
Depois da radiação ter sido detectada pela primeira vez pelo Observatório Neil Gehrels Swift da NASA, os cientistas rapidamente recrutaram outros telescópios, incluindo o telescópio espacial Hubble da NASA, o VLA (Very Large Array), o Observatório W. M. Keck e a rede do Observatório Las Cumbres, para estudar o rescaldo da explosão e a sua galáxia hospedeira.
Em comparação com as observações de raios X e no rádio, a emissão no infravermelho próximo detectada com o Hubble era demasiado brilhante. Na verdade, era 10 vezes mais brilhante do que o previsto.
Foram discutidas várias possibilidades para explicar o brilho incomum que o telescópio espacial Hubble observou. Os pesquisadores pensam que as explosões curtas são provocadas pela fusão de duas estrelas de nêutrons, objetos extremamente densos com mais ou menos a massa do Sol comprimida no volume de uma grande cidade.
Basicamente temos as linhas do campo magnético ancoradas na estrela estão a girando cerca de 1.000 vezes por segundo, e isto produz um vento magnetizado. Estas linhas de campo giratórias extraem a energia rotacional da estrela de nêutrons formada na fusão e depositam esta energia no material ejetado pela explosão, fazendo com que o material brilhe ainda mais.
Pensa-se que as quilonovas, que são normalmente .1000 vezes mais brilhantes do que uma nova clássica, acompanhem explosões curtas de raios gama. Exclusivas à fusão de dois objetos compactos, as quilonovas brilham do decaimento radioativo dos elementos pesados ejetados durante a fusão, produzindo elementos altamente cobiçados como ouro e urânio.
Esta descoberta forneceu a oportunidade de explorar a diversidade de quilonovas e dos seus objetos remanescentes. Caso o brilho inesperado visto pelo Hubble tenha vindo de um magnetar que depositou a energia no material da quilonova, então, dentro de alguns anos, o material ejetado da explosão produzirá radiação que aparece em comprimentos de onda do rádio. As observações posteriores no rádio podem, em última análise, provar que se tratava de um magnetar, levando a uma explicação da origem de tais objetos.
A pesquisa foi aceita para publicação no periódico The Astrophysical Journal.
Fonte: Space Telescope Science Institute
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