Uma quilonova ocorre quando duas estrelas de nêutrons – alguns dos objetos mais densos do universo – se fundem para criar uma explosão 1.000 vezes mais brilhante que uma nova clássica.
Pela primeira vez, astrônomos liderados pela Northwestern University podem ter detectado um brilho residual de uma kilonova. Uma quilonova ocorre quando duas estrelas de nêutrons – alguns dos objetos mais densos do universo – se fundem para criar uma explosão 1.000 vezes mais brilhante que uma nova clássica. Nesse caso, um jato estreito e fora do eixo de partículas de alta energia acompanhou o evento de fusão, apelidado de GW170817. Três anos e meio após a fusão, o jato desapareceu, revelando uma nova fonte de misteriosos raios-X.
Como a principal explicação para a nova fonte de raios-X, os astrofísicos acreditam que a expansão de detritos da fusão gerou um choque - semelhante ao estrondo sônico de um avião supersônico. Esse choque então aqueceu os materiais ao redor, o que gerou emissões de raios-X, conhecidas como kilonova afterglow. Uma explicação alternativa é que materiais caindo em direção a um buraco negro – formado como resultado da fusão de estrelas de nêutrons – causaram os raios-X.
Qualquer cenário seria o primeiro para o campo. O estudo foi publicado hoje (28 de fevereiro), no The Astrophysical Journal Letters .
"Entramos em território desconhecido aqui estudando as consequências de uma fusão de estrelas de nêutrons", disse Aprajita Hajela, da Northwestern, que liderou o novo estudo. "Estamos olhando para algo novo e extraordinário pela primeira vez. Isso nos dá a oportunidade de estudar e entender novos processos físicos, que não foram observados antes."
Hajela é estudante de pós-graduação no Centro de Exploração Interdisciplinar e Pesquisa em Astrofísica da Northwestern (CIERA) e no Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Artes e Ciências de Weinberg.
Em 17 de agosto de 2017, GW170817 fez história como a primeira fusão de estrelas de nêutrons detectada tanto por ondas gravitacionais quanto por radiação eletromagnética (ou luz). Desde então, os astrônomos têm usado telescópios em todo o mundo e no espaço para estudar o evento em todo o espectro eletromagnético.
Usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, os astrônomos observaram as emissões de raios-X de um jato movendo-se muito perto da velocidade da luz produzida pela fusão de estrelas de nêutrons. A partir do início de 2018, a emissão de raios X do jato diminuiu constantemente à medida que o jato continuava a desacelerar e se expandir. Hajela e sua equipe notaram então, de março de 2020 até o final de 2020, o declínio no brilho parou e a emissão de raios-X foi aproximadamente constante em brilho.
Esta foi uma pista significativa.
"O fato de que os raios X pararam de desaparecer rapidamente foi nossa melhor evidência de que algo além de um jato está sendo detectado em raios X nesta fonte", disse Raffaella Margutti, astrofísica da Universidade da Califórnia em Berkeley e pesquisadora sênior da Universidade da Califórnia em Berkeley. autor do estudo. "Uma fonte completamente diferente de raios-X parece ser necessária para explicar o que estamos vendo."
Os pesquisadores acreditam que um brilho residual de kilonova ou um buraco negro provavelmente estão por trás dos raios-X. Nenhum dos cenários jamais foi observado.
“Esta seria a primeira vez que vimos um brilho residual de kilonova ou a primeira vez que vimos material caindo em um buraco negro após uma fusão de estrelas de nêutrons”, disse o coautor do estudo Joe Bright, também da Universidade da Califórnia. em Berkeley. "Qualquer resultado seria extremamente emocionante."
Para distinguir entre as duas explicações, os astrônomos continuarão monitorando GW170817 em raios-X e ondas de rádio. Se for um brilho residual de kilonova, espera-se que as emissões de raios-X e rádio fiquem mais brilhantes nos próximos meses ou anos. Se a explicação envolver matéria caindo em um buraco negro recém-formado, então a saída de raios X deve permanecer estável ou diminuir rapidamente, e nenhuma emissão de rádio será detectada ao longo do tempo.
"Um estudo adicional de GW170817 pode ter implicações de longo alcance", disse a coautora do estudo Kate Alexander, pós-doutoranda do CIERA na Northwestern. "A detecção de um brilho residual de kilonova implicaria que a fusão não produziu imediatamente um buraco negro. Alternativamente, este objeto pode oferecer aos astrônomos a chance de estudar como a matéria cai em um buraco negro alguns anos após seu nascimento."
Fonte: MaisConhecer.com
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