Jornal Folha de Goiás – Pela primeira vez, os astrônomos veem as assinaturas de um buraco negro ou estrela de nêutrons recém-nascidos

Vendo o que antes estava escondido.

Pela primeira vez, os astrônomos testemunharam diretamente o nascimento de um objeto super denso longe de nossa galáxia – a ascensão de um buraco negro ou de uma estrela colapsada em tempo real. Até agora, só vimos esses objetos muitos anos depois de terem sido formados. Mas agora, podemos estudar essa criação em seus primórdios, dando-nos uma nova visão sobre como esses fenômenos misteriosos se parecem quando eles surgem pela primeira vez.

A descoberta, apelidada de “A Vaca”, foi uma surpresa deliciosa durante uma pesquisa de rotina sobre o céu noturno. No ano passado, um grupo de astrônomos usando os telescópios gêmeos do Observatório Keck, no Havaí, estava à procura de transientes – explosões astronômicas que aparecem de repente com um clarão no céu e depois desaparecem. No dia 17 de junho, um incrivelmente brilhante surgiu e, em apenas dois dias, já havia atingido o pico de brilho. O resultado foi um evento estelar 10 a 100 vezes mais luminoso do que sua explosão de estrelas ou supernova.

No início, os astrônomos ficaram intrigados. Eles normalmente nunca vêem supernovas tão brilhantes. Mas após um exame mais detalhado, eles perceberam que tinham algo especial em suas mãos. A radiação do núcleo desta explosão estava brilhando através de todo o material que havia sido ejetado durante a explosão, revelando algo incrivelmente denso que geralmente não conseguimos enxergar.

Explosões de estrelas normalmente criam gigantescas bolhas de material ao redor delas, bloqueando o que está dentro da nossa visão. Mas desta vez, os astrônomos conseguiram obter um sinal de dentro da explosão. “Normalmente, em uma supernova, o objeto compacto que é formado está oculto. Este é um evento incomum que é realmente emocionante “, Duncan Brown, professor de física na Universidade de Syracuse e ondas gravitacionais pesquisador, que não estava envolvido com o estudo, diz a imprensa.

É muito cedo para dizer se a explosão resultou ou não em um buraco negro. É possível que ele se formou em um tipo de cadáver estelar, conhecido como uma estrela de nêutrons, que também é incrivelmente densa. A boa notícia é que descobrimos, podemos continuar a observá-lo e vê-lo evoluir, algo que não pudemos fazer antes. E como esta criação muda poderia ajudar a reformular nossas teorias sobre o que acontece com os buracos negros e as estrelas de nêutrons logo após elas serem criadas. “Nós os vemos milhares de anos depois, mas não sabemos nada do que eles fazem no começo”, diz Rafaella Margutti, astrofísica da Universidade Northwestern que liderou a pesquisa.

Nós sabemos há algum tempo que buracos negros e estrelas de nêutrons se formam como restos de explosões de estrelas. Quando estrelas supermassivas ficam sem combustível, elas explodem para fora, espalhando suas camadas externas de material. O que sobra é um núcleo denso, algo muito menor que o tamanho do Sol, mas com a mesma quantidade de material. Também vimos evidências desse processo. Quando olhamos para os remanescentes de supernovas, milhares a milhões de anos depois que eles ocorrem, vemos traços desses objetos densos em seu lugar. Mas os buracos negros mais jovens e as estrelas de nêutrons são sempre escondidos das camadas externas da estrela explodindo para fora.

O primeiro grande indício de que Margutti e sua equipe tinham algo verdadeiramente único surgiu quando mediram os raios X decorrentes da The Cow. Eles encontraram uma abundância de raios-X “duros”, que são 10 vezes mais poderosos que a média dos raios-X. Esse tipo de sinal é o que alguns astrônomos chamam de “corcunda”, e geralmente é associado a buracos negros. Esse sinal sugere fortemente que algo dentro da supernova está devorando material, como os buracos negros costumam fazer. “Então, há algo vivo em The Cow que está produzindo esses raios-X duros”, diz Margutti. “Essa é a mensagem crucial da observação.” Ela acrescenta: “É algo que nunca vimos antes em um transiente. É completamente sem precedentes. Margutti diz que The Cow recebeu seu apelido porque ele foi designado como AT2018cow como parte do esquema de nomeação da equipe.

Margutti e sua equipe acham que conseguiram ver esse objeto porque a estrela que explodiu não lançou muito material na explosão. Dessa forma, não havia tanta coisa para proteger a radiação interna da vista. Isso também pode explicar por que ficou tão brilhante tão rapidamente. Normalmente, as supernovas demoram semanas para atingir o brilho máximo. O fato de que este ficou tão luminoso em apenas dois dias é realmente bizarro, e pode ser porque havia menos material para bloquear a luz da nossa vista. Quanto ao motivo pelo qual isso aconteceu, a equipe não sabe ao certo. Pode ser porque a maior parte do material da explosão pode ter caído de volta no buraco negro ou na estrela de nêutrons. “Nós especulamos sobre isso, mas com toda a honestidade, eu não sei”, diz Margutti. “Ainda não sabemos.”

Também ajudou que esta explosão aconteceu relativamente perto – no esquema cósmico das coisas – a apenas 200 milhões de anos-luz de distância. Isso torna tudo um pouco mais fácil de observar. E para realmente entender esse evento com mais detalhes, os astrônomos precisarão continuar assistindo nas próximas semanas e meses. Neste momento, está muito perto do Sol no céu para ver. Mas depois da próxima semana, deve estar de volta em um bom local para visualização privilegiada.

E os detalhes que extraímos deste evento podem nos informar sobre o que acontece com os buracos negros e as estrelas de nêutrons quando eles são recém-nascidos. Como eles mudam de tamanho? Como eles estão girando? Com a vaca, os astrônomos esperam chegar mais perto de responder a essas perguntas. “Vimos estrelas de nêutrons isoladas, estrelas de nêutrons colidindo umas com as outras e vimos material caindo em buracos negros”, diz Brown. “Essa observação poderia muito bem ser essas coisas nascendo. Isso é bem legal.”

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