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Luz e ondas gravitacionais são captadas a partir da fusão de estrelas de nêutrons

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24 de Outubro de 2017
A cataclísmica colisão entre duas estrelas de nêutrons produziu o fenômeno
Créditos: Robin Dienel; Carnegie Institution for Science

Após a histórica detecção de ondas gravitacionais em 14 de setembro de 2015, realizada no Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria Laser (LIGO) e divulgada em 11 de janeiro de 2016, sendo um produto da colisão de dois buracos negros, outros três fenômenos do tipo foram detectados pelo LIGO. Esse instrumento tem um detector em Livingston, Louisiana, e outro em Hanford, Washington, cada um formado por dois túneis em L com cerca de 4 quilômetros de comprimento. Em 17 de agosto último, porém, o LIGO e o Interferômetro Virgo, situado em Pisa, Itália, realizaram a quinta detecção de ondas gravitacionais, desta vez produzida pela cataclísmica colisão entre duas estrelas de nêutrons.

Estrelas de nêutrons são o produto de alguns dos fenômenos mais monumentais do Universo, quando estrelas gigantes explodem em supernova. Por vezes o remanescente desses eventos são astros que podem ter uma massa de 800.000 vezes a da Terra, mas comprimidos até cerca de 20 quilômetros de diâmetro. Um pequeno punhado de matéria de um desses objetos pesa milhões de toneladas. O evento observado, chamado de GW170817, aconteceu na galáxia NGC 4993, situada a 130 milhões de anos-luz da Terra. O sinal gravitacional foi o mais forte já detectado, durando mais de 100 segundos, e emitiu um pulso de raios gama, que é a primeira evidência de que tais eventos são produzidos por colisões de estrelas de nêutrons. Além disso, a observação também demonstrou que esses fenômenos são os responsáveis pela criação dos elementos mais pesados do Universo, como ouro, platina e urânio. Um evento como esse pode produzir uma quantidade equivalente à massa da Terra desses elementos.

Dezenas de artigos foram publicados a respeito da descoberta, nos periódicos Nature, Nature Astronomy, Astrophysical Journal Letter, Science e Physical Review Letters, com participação de 45.000 autores, cerca de 35% dos astrônomos profissionais do mundo. Quando a colisão foi divulgada para a comunidade astronômica, ao mesmo tempo em que as primeiras detecções de luz do evento, aproximadamente 70 observatórios foram apontados para GW170817 para coletar o máximo de informações do evento. As duas estrelas de nêutrons que colidiram possuíam entre uma e duas massas de nosso Sol cada uma e o objeto que formaram tem de duas a três massas solares. A teoria afirma que buracos negros podem se formar de colisões entre estrelas de nêutrons, mas os cientistas ainda não estão certos se esse objeto é uma destas, ou um buraco negro.

UMA REVOLUÇÃO NA ASTRONOMIA E NO ENTENDIMENTO DO UNIVERSO

crédito: LIGO
O observatório LIGO, responsável pela descoberta
O observatório LIGO, responsável pela descoberta

Logo nos primeiros momentos da colisão, no dia 17 de agosto os cientistas descobriram que o fenômeno se devia a estrelas de nêutrons, logo procuraram observar o evento também de forma ótica. Telescópios em terra e no espaço foram utilizados para medir a colisão em vários comprimentos de onda, luz visível, rádio, raios-X e outros. A fonte do evento esfriou rapidamente com o passar dos dias, enquanto supernovas fazem o mesmo em semanas ou meses. Foi através da análise do espectro visível que se descobriu que a colisão produziu vários elementos pesados mencionados acima. Além disso, o evento produziu um jato de alta energia, que embora não estivesse orientado para a Terra se tornou visível após dez dias, sendo observado em rádio e raios-X. Uma explosão de raios gama curta foi detectada na mesma região pelo telescópio Swift, em ultravioleta e luz visível, sendo 1.000 vezes mais brilhante que uma nova. O evento ainda poderá auxiliar a refinar a medição de distâncias cósmicas, com o que os cientistas poderão estimar a taxa de expansão do Universo com maior precisão.

Infográfico sobre ondas gravitacionais

Como são estrelas de nêutrons, confira neste infográfico

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Guia da Tipologia Extraterrestre
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