Astrônomos detectaram uma colisão épica de estrelas de nêutrons, a segunda já observada na história

Por , em 8.01.2020

Pesquisadores do Observatório LIGO detectaram uma nova colisão entre duas estrelas de nêutrons enquanto elas se fundiam em um único objeto, cerca de 520 milhões de anos-luz de nós.

O evento, chamado de GW190425, ocorreu em 25 de abril de 2019 e é apenas o segundo de seu tipo já observado.

Colisão binária de estrela de nêutrons  

O primeiro evento de colisão de sistema binário de estrela de nêutrons, chamado GW170817, foi detectado em agosto de 2017.

Agora, os cientistas detectaram o segundo evento consistente com tal colisão binária.

Existem algumas diferenças entre as duas observações, no entanto. Por exemplo, diferente do primeiro evento, nenhuma luz foi detectada quando as duas estrelas de nêutrons colidiram.

Isso provavelmente aconteceu em parte porque o evento ocorreu a uma distância muito grande, em parte porque um dos dois detectores do LIGO (Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser, fundado pelos EUA) estava offline quando o fenômeno foi detectado, e o sinal era fraco demais para ser identificado pelo Virgo (outro interferômetro gerenciado por uma colaboração europeia).

O evento

Traçar o ponto de origem do evento foi uma tarefa complicada. A “não detecção” da colisão por Virgo, no entanto, ajudou. A equipe internacional de astrônomos pode afunilar a região a partir da qual o sinal deve ter vindo, uma estimativa que cobre cerca de 20% do céu.

Mesmo sem dados óticos, os sinais de onda gravitacional recolhidos puderam ser decodificados para que os cientistas descobrissem a massa, orientação e spin dos objetos – uma das estrelas de nêutrons cotinha 1,4 vezes a massa do sol, e a outra cerca de 2 vezes.

“Ficamos muito surpresos com a massa total deste antigo sistema binário, de cerca de 3,4 vezes a massa do nosso sol, uma vez que excede em muito a massa de binários conhecidos em nossa própria galáxia. Isso leva a possibilidades intrigantes de que o sistema binário que descobrimos se formou diferentemente dos observados na Via Láctea e que binários de estrelas de nêutrons desta magnitude podem não ser detectáveis pelas pesquisas atuais”, explicou a física teórica Susan Scott, da Universidade Nacional Australiana e do Centro de Excelência ARC para Descoberta de Ondas Gravitacionais.

A título de comparação, entre os 17 sistemas binários de estrelas de nêutrons conhecidos da Via Láctea, o que possui a maior massa combinada tem 2,9 vezes a massa do sol. O primeiro sistema binário que foi observado colidindo alcançou uma massa combinada de 2,7 vezes a do sol.

Próximos passos

Por enquanto, os cientistas não sabem como sistemas binários de estrelas de nêutrons se formam. As duas estrelas podem nascer, viver e morrer juntas, ou podem nascer separadas e serem capturadas na órbita uma da outra mais tarde. Criar modelos para o novo achado poderia revelar qual é o caso para GW190425.

Além disso, estudá-lo pode melhorar a compreensão dos cientistas sobre a massa de objetos como estrelas de nêutrons e buracos negros. Ambos são resquícios ultradensos de estrelas mortas. Até hoje, os pesquisadores nunca viram um buraco negro com uma massa 5 vezes menor do que a do sol, ou uma estrela de nêutrons com uma massa 2,5 vezes maior do que a sol.

Será que a colisão e junção de GW190425 resultou em um pequeno buraco negro ou em uma grande estrela de nêutrons? Os cientistas não sabem, da mesma forma que não sabem o que resultou da colisão GW170817.

Novos estudos sobre esses eventos poderiam ajudar os pesquisadores a resolver esse problema, conhecido como “diferença de massa”.

Um artigo sobre a descoberta foi submetido à revista científica The Astrophysical Journal Letters, mas ainda não foi publicado. [ScienceAlert]

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