Os astrônomos que utilizam o telescópio espacial Hubble fizeram uma medição única que indica que um jato foi impulsionado pela colisão titânica entre duas estrelas de nêutrons.
© STScI (ilustração da colisão de duas estrelas de nêutrons)
O evento explosivo, denominado GW170817, foi observado em agosto de 2017. A explosão liberou a energia comparável à de uma explosão de supernova. Foi a primeira detecção combinada de ondas gravitacionais e radiação gama a partir de uma fusão de uma estrela de nêutrons binária.
As consequências desta fusão foram vistas coletivamente por 70 observatórios em todo o mundo e no espaço, através de uma ampla faixa do espectro eletromagnético, em adição à detecção de ondas gravitacionais. Isto assinalou um avanço significativo para para estudar o Universo à medida que este muda ao longo do tempo.
Os cientistas rapidamente apontaram o Hubble para o local da explosão apenas dois dias depois. As estrelas de nêutrons colapsaram para formar um buraco negro cuja poderosa gravidade começou a atrair material na sua direção. Este material formou um disco com rápida rotação que gerou jatos que se deslocavam para longe dos seus polos. O estrondoso jato esmagou e varreu o material na concha em expansão dos detritos da explosão. Isto incluiu uma mancha de material através do qual emergiu um jato.
Embora o evento tenha ocorrido em 2017, foram necessários vários anos para os cientistas arranjarem uma forma de analisar os dados do Hubble e os dados de outros telescópios. A observação do Hubble foi combinada com observações de vários radiotelescópios trabalhando em conjunto com o VLBI (Very Long Baseline Interferometry). Os dados de rádio foram obtidos 75 dias e 230 dias após a explosão.
Combinando as diferentes observações, foi possível determinar o local da explosão. A medição do Hubble mostrou que o jato se movia a uma velocidade aparente de sete vezes a velocidade da luz. As observações rádio mostraram que o jato mais tarde tinha desacelerado até uma velocidade aparente de quatro vezes a da luz. Na realidade, nada pode exceder a velocidade da luz, por isso este movimento "superluminal" é uma ilusão. Uma vez que o jato se desloca na direção da Terra quase à velocidade da luz, a luz que emite num momento posterior tem uma distância mais curta para percorrer. Na realidade, já passou mais tempo entre a emissão da luz pelo jato do que o observador pensa. Isto faz com que a velocidade do objeto seja sobrestimada; neste caso, aparentemente excedendo a velocidade da luz.
O resultado indica que o jato estava se movendo pelo menos a 99,97% da velocidade da luz quando foi lançado. As medições Hubble, combinadas com as medições do VLBI, anunciadas em 2018, reforçam em muito a ligação há muito presumida entre as fusões de estrelas de nêutrons e as explosões de raios gama de curta duração. Esta ligação requer o aparecimento de um jato rápido, que foi agora medido em GW170817.
Este trabalho prepara o caminho para estudos mais precisos de fusões de estrelas de nêutrons, detectadas pelos observatórios de ondas gravitacionais LIGO, Virgo e KAGRA. Com uma amostra suficientemente grande nos próximos anos, as observações de jatos relativísticos poderão fornecer outra linha de pesquisa para medir o ritmo de expansão do Universo, associada a um número conhecido como a constante de Hubble.
Atualmente, existe uma discrepância entre os valores da constante de Hubble estimados para o Universo primitivo e para o Universo próximo, um dos maiores mistérios da astrofísica atual. Os valores diferentes baseiam-se em medições extremamente precisas de supernovas do Tipo Ia pelo Hubble e por outros observatórios, e em medições do fundo cósmico de micro-ondas pelo satélite Planck da ESA. Mais observações de jatos relativistas poderiam acrescentar informações para resolver este desafio.
Um artigo foi publicado na revista Nature.
Fonte: Space Telescope Science Institute
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