ESO anuncia primeira observação direta de ondas gravitacionais durante colisão de estrelas de nêutrons

primeira observação da colisão entre estrelas de neutrons
A detecção da luz proveniente de uma fonte de ondas gravitacionais inicia uma nova era da astronomia


Os telescópios do Observatório Europeu do Sul (ESO) observaram pela primeira vez a luz visível de uma onda gravitacional. Na verdade, os dois eventos (tanto a onda gravitacional quanto sua luz produzida) foram observados em detalhes, originando da mesma fonte: um par de estrelas de nêutrons em colisão.

Esse evento marca o início de uma nova era da astronomia, e tudo foi capturado com detalhes extraordinários, segundo o ESO.

As observações revelam um evento de alta energia, conhecido como "kilonova", que foi o resultado da fusão de duas estrelas de nêutrons - restos estelares que emitiram ondas gravitacionais enquanto rotacionavam em alta velocidade antes da explosão espetacular.



A descoberta sem precedentes inicia a era da "astrofísica multi-mensageira", e promete revelar detalhes importantes do cosmos, disseram os pesquisadores. Essa descoberta também nos dá a primeira evidência sólida de que as colisões entre estrelas de nêutrons são responsáveis pela criação de grande parte do ouro, platina, e de outros elementos pesados.

Mas para que todos entendam bem o quão importante foi essa observação, vamos esclarecer alguns fatos...


O que são ondas gravitacionais?

São ondulações no espaço-tempo geradas pela aceleração de objetos cósmicos massivos. Essas "marolas" se movem na velocidade da luz, mas elas não são absorvidas como a luz, e penetram em todo tipo de massa. Imagine uma onda de choque tão extrema que faz o espaço e o tempo se curvar...




Albert Einstein previu a existência das ondas gravitacionais em sua Teoria da Relatividade Geral, publicada em 1916, mas levou um século para que ela pudesse ser comprovada, o que ocorreu recentemente, quando os observatórios LIGO detectaram ondas gravitacionais que emergiram durante a colisão de buracos negros. A descoberta foi tão incrível que rendeu até Prêmio Nobel 2017 em Física.

Ilustração artística - ondas gravitacionais - R. Hurt - Caltech-JPL
Ilustração artística de ondas gravitacionais geradas por um sistema binário de estrelas de nêutrons.
Créditos: R. Hurt / JPL-Caltech

A colisão das estrelas de nêutrons nos permitiu observar pela quinta vez as ondas gravitacionais, mas agora, de uma forma completamente diferente. Nós não apenas "sentimos" a curvatura do espaço-tempo, como também enxergamos como e quando ela se originou. Também foi possível demonstrar que as ondas gravitacionais realmente se movem na velocidade da luz, como dizia a teoria de Einstein.


Uma descoberta sem precedentes

No dia 17 de agosto de 2017, os observatórios LIGO, localizados na Louisiana e em Washington, nos EUA, detectaram um sinal que durou cerca de 100 segundos - muito mais tempo do que a fração de segundo detectada durante a colisão dos buracos negros, em 2015.

Cálculos feitos pela equipe do LIGO sugeriam que tratava-se de uma colisão entre dois objetos, e que cada um teria entre 1.1 e 1.6 massas do Sol, o que coloca ambos na categoria de estrelas de nêutrons.




As estrelas de nêutrons são o resultado final da explosão de estrelas massivas - as supernovas. Além de ser um dos objetos mais exóticos do Universo, as estrela de nêutrons são super densas, e só perdem para os buracos negros. Elas são estrelas que por pouco não se tornaram buracos negros.

"Elas são o mais próximo que você pode chegar de um buraco negro sem ser de fato um buraco negro", diz Tony Piro, físico teórico dos observatórios do Instituo de Ciências Carnegie. "Apenas uma colher da massa de uma estrela de nêutrons pesa tanto quanto toda a população humana da Terra."


A união faz a força

Após os observatórios LIGO detectarem uma estranha colisão, o detector de ondas gravitacionais Virgo, na Itália, também capturou um sinal no mesmo dia 17, que foi apelidado GW170817 (que é a data de sua ocorrência).

O telescópio espacial de raios-gama da NASA, o Fermi, detectou uma explosão de raios-gama - a mais intensa forma de energia do espectro - praticamente no mesmo instante, na mesma localização, no céu austral.




A informação foi rapidamente repassada para observatórios em terra e espaciais. Logo, Tony Piro e seus colegas, utilizando o telescópio Las Campanas, no Chile, detectaram uma fonte de luz a cerca de 130 milhões de anos-luz da Terra.

"Vimos uma fonte de luz azul em uma galáxia próxima", disse Josh Simon, do Instituto Carnegie. Essa era a primeira vez que uma colisão entre estrelas de nêutrons estava sendo observada. "Foi definitivamente um momento emocionante."

explosão das estrelas de neutrons na galáxia NGC 4993 - D.A. Coulter, et al.
A imagem da esquerda, feita em 28 de abril de 2017 pelo Telescópio Espacial Hubble mostra
a galáxia NGC 4993 antes do evento. A imagem da direita feita com o Telescópio Swope,
no Observatório de Las Campanas, no Chile, em 17 de agosto de 2017, mostra a colisão entre as estrelas
de nêutrons que ocorreu na galáxia. A fonte de luz ficou conhecida como SSS17a.
Créditos: D.A. Coulter, et al.

Uma hora depois, pesquisadores do Telescópio Gemini, também no Chile, detectaram uma fonte de luz no infravermelho. Outras equipes também analisaram a fonte de luz através de todo o espectro eletromagnético.

Grande parte da luz observada era o brilho intenso da criação de elementos pesados, como ouro, platina e urânio, produzidos pela colisão das estrelas de nêutrons.

Os elementos mais leves, como o hidrogênio e o hélio, foram gerados durante o Big Bang, e outros elementos um pouco mais pesados, até o ferro, são criados pela fusão nuclear que ocorre dentro das estrelas. Mas ninguém sabia ao certo como eram "feitos" os elementos mais pesados... não até agora.

Ilustração artística - colisão de estrelas de neutrons
Ilustração artística da fonte de luz observada durante a colisão entre as estrelas de nêutrons.
Créditos: ESO

Os pesquisadores perceberam que cada colisão como essa produz mais do que a massa da Terra em metais preciosos, como ouro e platina, assim como elementos raros que estão dentro dos celulares modernos.

Essa primeira colisão de estrela de nêutrons já detectada (GW170817) produziu cerca de 10 massas da Terra em ouro e urânio, disseram os pesquisadores.

Além do mais, explosões como essa são outra forma de medir distâncias de objetos celestes, e até mesmo de entendermos melhor a taxa de expansão do Universo, segundo os pesquisadores.




Enquanto a colisão das estrelas de nêutrons era observada pela primeira vez pelos pesquisadores, uma nova era da astronomia se iniciava diante de nossos próprios olhos. Não apenas sentir os efeitos das ondas gravitacionais, mas também observar sua origem de forma direta, é algo realmente surpreendente que entra pra história da astronomia moderna.





Imagens: (capa-ilustração/ESO) / R. Hurt / JPL-Caltech / D.A. Coulter, et al. / ESO
16/10/17


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7 comentários:

  1. Albert Einstein, como sempre, não pára de nos surpreender. Até quando vão ser confirmadas as teorias dele?!

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  2. E que comece a nova corrida do ouro!Içar as velas que as ondas gravitacionais estão à favor e que surja o novo Cortez! Ninguém segura o homem! Einstein é o cara!

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  3. Pelo visto daqui a pouco vão ser confirmadas até as teorias que o Einstein renegou, como a de uma constante cosmológica, agora aplicada à energia escura. O homem era fera!

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  4. Fico imaginando o que Ainsten faria se tivesse à sua disposição a tecnologia de observação do espaço disponível atualmente.

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  5. - Nas explosões das supernovas, em seu núcleo, surgem as estrelas de neutrões.
    O que surgirá em decorrência da colisão de duas estrelas de neutrons?? Veremos a seguir.

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