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As fusões invisíveis de estrelas de nêutrons de buracos negros, ou seja, fusões sem emissão de radiação eletromagnética, ocorrem em ambientes estelares densos, como no aglomerado globular NGC 3201 visto aqui. Crédito: Observatório Europeu do Sul (ESO)
As fusões entre buracos negros e estrelas de nêutrons em aglomerados de estrelas densas são bastante diferentes daquelas que se formam em regiões isoladas, onde as estrelas são poucas. Suas características associadas podem ser cruciais para o estudo das ondas gravitacionais e sua fonte. O Dr. Manuel Arca Sedda, do Instituto de Computação Astronômica da Universidade de Heidelberg, chegou a essa conclusão em um estudo que utilizou simulações em computador. A pesquisa pode oferecer informações críticas sobre a fusão de dois objetos estelares maciços que os astrônomos observaram em 2019. Os resultados foram publicados na revista Communications Physics
Estrelas muito mais massivas do que o nosso sol geralmente acabam com uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Estrelas de nêutrons emitem pulsos regulares de radiação que permitem sua detecção. Em agosto de 2017, por exemplo, quando foi observada a primeira fusão estelar de nêutrons duplos, cientistas de todo o mundo detectaram luz da explosão com seus telescópios. Os buracos negros, por outro lado, geralmente permanecem ocultos porque sua atração gravitacional é tão forte que nem a luz pode escapar, tornando-os invisíveis para os detectores eletromagnéticos.
Se dois buracos negros se fundirem, o evento pode ser invisível, mas é detectável de ondulações no espaço-tempo na forma das chamadas ondas gravitacionais . Certos detectores, como o "Observatório Gravitacional de Ondas com Interferômetro a Laser" (LIGO) nos EUA, são capazes de detectar essas ondas. A primeira observação direta bem-sucedida foi feita em 2015. O sinal foi gerado pela fusão de dois buracos negros. Mas esse evento pode não ser a única fonte de ondas gravitacionais, que também podem advir da fusão de duas estrelas de nêutrons ou de um buraco negro com uma estrela de nêutrons. Descobrir as diferenças é um dos principais desafios na observação desses eventos, de acordo com a Dra. Arca Sedda.
Em seu estudo, o pesquisador de Heidelberg analisou a fusão de pares de buracos negros e estrelas de nêutrons. Ele usou simulações de computador detalhadas para estudar as interações entre um sistema composto por uma estrela e um objeto compacto, como um buraco negro, e um terceiro objeto de roaming massivo, necessário para a fusão. Os resultados indicam que essas interações de três corpos podem de fato contribuir para fusões de estrelas de nêutrons de buracos negros em regiões estelares densas, como aglomerados de estrelas globulares. "Uma família especial de fusões dinâmicas que é distintamente diferente de fusões em áreas isoladas pode ser definida", explica Manuel Arca Sedda.
A fusão de um buraco negro com uma estrela de nêutrons foi observada pela primeira vez em observatórios de ondas gravitacionais em agosto de 2019. No entanto, observatórios ópticos em todo o mundo não conseguiram localizar uma contraparte eletromagnética na região da qual o sinal da onda gravitacional se originou, sugerindo que o buraco negro devorou completamente a estrela de nêutrons sem antes destruí-la. Se confirmada, essa poderia ser a primeira fusão observada de buraco negro e nêutron detectada em um ambiente estelar denso, conforme descrito pelo Dr. Arca Sedda.
Mais informações: Manuel Arca Sedda, Dissecando as propriedades de fusões de nêutrons estrela-buraco negro originadas em aglomerados de estrelas densas, Communications Physics (2020). DOI: 10.1038 / s42005-020-0310-x
Informação da revista: Communications Physics
Fornecido pela Universidade de Heidelberg
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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