22/12/2017

O que aconteceu depois da colisão da estrela de nêutrons em agosto desse ano?

Colisão da estrela de Nêutrons: o que aconteceu depois.

Os astrônomos estão lentamente decifrando as conseqüências da grande colisão da estrela em agosto. 

A detecção no início deste ano de uma colisão entre duas estrelas de nêutrons superdensas, a 130 milhões de anos-luz da Terra, tem sido justificadamente chamada de história científica do ano por muitos pontos de vista.

Nas melhores tradições do showbiz astronômico, no entanto, a colisão e suas conseqüências imediatas, detectadas e medidas pelos observatórios de ondas gravitacionais LIGO e VIRGO, bem como vários arranjos de telescópios, pesquisadores cativados e o público em todo o mundo - deixam sem resposta uma única e altamente pergunta pertinente: o que aconteceu depois?

Agora, as observações do Observatório de raios-X de Chandra da NASA, combinadas com outros da Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) da National Science Foundation, do Telescope Compact Array da Austrália e do telescópio de rádio gigante Metrewave na Índia fornecem pelo menos algumas respostas parciais.
Em um artigo publicado na revista Nature, uma equipe liderada por Kunal Mooley do National Radio Astronomy Observatory (NRAO) combina medidas de raios gama, ondas de rádio, raios-X e luz visível a partir de observações feitas desde o evento para reduzir a faixa de possibilidades.

Em particular, eles conseguiram descontar uma das principais teorias decorrentes do trabalho de modelagem realizado antes da colisão ter sido registrada.

Os modelos padrão concordam que quando as estrelas de nêutrons se fundiram, elas teriam entrado em colapso, possivelmente se transformando em um buraco negro. A colisão também resultaria em uma explosão imensa conhecida como um kilonova, criando uma enorme concha esférica de detritos movendo-se rapidamente para fora.

A gravidade produzida pelo buraco negro, no entanto, acabaria por equilibrar o impulso para fora, resultando em um disco de detritos e pó em alta velocidade.

Até agora, tão incontroverso, a análise de Mooley e colegas confundiu a próxima parte da modelagem, que previa que o disco de fiação produziria um par de jatos de material imensos e estreitos que passariam para fora de seus pólos.

Medições iniciais, levadas alguns dias após o evento ter sido registrado em agosto, sugeriram que os jatos foram criados conforme previsto. Em particular, um intervalo de tempo entre as detecções de rádio e de raios X decorrentes do evento foi a evidência de que um dos jatos estava ligeiramente afastado da Terra.

No entanto, sob este modelo, os jatos, chamados de "chapéus superiores", teriam que ter estrutura e diminuir a intensidade bastante rapidamente. A equipe de Mooley descobriu que isso não estava acontecendo.

"Ao assistir o fortalecimento das emissões de rádio, percebemos que a explicação exigia um modelo diferente", diz o co-autor Alessandra Corsi, da Texas Tech University nos EUA.

Para dar sentido aos dados, os pesquisadores alcançaram um modelo publicado por pesquisadores da Caltech nos EUA e da Universidade de Tel Aviv, em Israel.

Neste conjunto de cálculos, os jatos produzidos pelo disco giratório nunca o fazem sair da esfera de expansão criada pela kilonova, mas, em vez disso, se reúnem em material, produzindo um "casulo" que absorve a energia dos jatos.

O modelo de casulo previu que ao longo do tempo as ondas de rádio e os raios X que emanam do local de colisão devem aumentar de força.

Ironicamente, quando os pesquisadores começaram a tomar leituras em todo o espectro para confirmar ou confundir sua teoria, a órbita da Terra ao redor do sol significava que os telescópios de raios X e visíveis estavam temporariamente incapazes de fazer observações.

As observações da onda de rádio durante o interlúdio, no entanto, revelaram um sinal de fortalecimento. Com base nisso, os cientistas fizeram uma previsão online de que, quando o Observatório de raios X de Chandra pudesse observar a colisão após os resultados, os resultados estariam de acordo.

"No dia 7 de dezembro, os resultados da Chandra surgiram, e a emissão de raios-X se iluminou exatamente como prevemos", diz o co-autor Gregg Hallinan, da Caltech. "Foi muito emocionante ver a nossa previsão confirmada".

A equipe de Mooley não era o único grupo de astrônomos que aguardavam os resultados de Chandra. No dia em que foram anunciados, um segundo grupo, liderado por John Ruan, do Instituto Espacial McGill e Departamento de Física em Quebec, Canadá, publicou um artigo no servidor de pré-impressão Arxiv.

O documento descobriu que os dados de raios-X indicavam que "a saída desses modelos poderia ser um casulo chocado pelo jato ou rejetos dinâmicos da fusão".

Ruan e colegas, como a equipe de Mooley, descobriram que os resultados descontaram a presença de "modelos simples de jatos de topo". No entanto, eles acrescentaram que outros "modelos mais avançados de jatos estruturados" ainda não poderiam ser descartados.

FONTE: Cosmos Magazine

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