Caros Leitores;
Em
outubro de 2017, os astrônomos anunciaram algo histórico: a primeira detecção de uma colisão entre duas estrelas de nêutrons.
O evento de apenas 100 segundos de duração criou algo conhecido como
kilonova, mas talvez ainda não se tenha a devida compreensão do impacto
que esse registro teve na astronomia.
As estrelas de nêutrons são o resultado do colapso de estrelas
massivas, quando estas encerram seus ciclos de fusão nuclear. Para que uma
estrela "morta" se torne uma estrela de nêutrons, ela deve ter entre
10 e 29 massas solares. Se este requisito for atendido, o resultado do colapso
será um dos objetos mais densos que se conhece — com 10 km de diâmetro,
quilômetros, eles podem ter duas vezes a massa do Sol. E, às
vezes, elas colidem entre si, sacudindo as estruturas do espaço-tempo.
Gostem ou não, Einstein estava certo outra vez
Quando objetos muito
massivos (como estrelas de nêutrons, ou mesmo buracos negros) colidem entre si,
deixam uma marca conhecida como ondas gravitacionais, um fenômeno previsto pela
Relatividade Geral de Einstein e detectado pela primeira vez em 2016.
Essas ondas no espaço são
semelhantes às ondulações no ar geradas pelo impacto de um martelo em uma
superfície, criando aquilo que chamamos "som". Não podemos ouvir as
ondas gravitacinais, mas podemos detectá-las através de instrumentos como o LIGO
e o Virgo.
Foi através de ondas
gravitacionais que os cientistas detectaram a kilonova em 2017, e também foi
com elas que eles recriaram o "som" da colisão. O evento foi
designado GW170817 e trouxe não apenas mais uma confirmação das teorias de
Einstein, como também demonstrou que as previsões teóricas sobre o papel das
estrelas de nêutrons no Universo estavam corretas.
Vídeo: https://youtu.be/sgkDoSbHHVU?t=15
Contudo,
também houve mistérios para serem resolvidos, como a misteriosa emissão de
raios gama. É que a colisão continuou irradiando raios-X por muito
mais tempo que os modelos atuais previam. Os cientistas acompanharam o evento
desde a detecção das ondas gravitacionais, confusos com esse comportamento
inesperado.
Por outro lado, os raios gama tiveram um papel importante para
que essa kilonova fosse importante para as ideias de Einstein. Isso
porque a radiação foi descoberta, através de um alerta automático do
telescópio Fermi, apenas 14 segundos após a detecção das ondas gravitacionais.
Isso só seria possível caso ambos os sinais — as ondas gravitacionais e as
ondas eletromagnéticas — viajassem praticamente à mesma velocidade.
Quando os
cientistas terminaram de analisar essas detecções, concluindo que a diferença
de apenas 14 segundos confirma a Relatividade Geral, diversas outras ideias que
tentam modificar a teoria de Einstein puderam ser eliminadas. Essas propostas
de alteração na teoria gravitacional atualmente aceita surgem com frequência,
pois os físicos teóricos estão buscando um modo de conciliar a física com a
mecânica quântica. Não foi dessa vez que encontraram uma brecha para isso.
Espalhando
metais preciosos no cosmos
Os elementos marcados com a
cor laranja escuro são formados através da colisão entre estrelas de nêutrons
(Imagem: Reprodução/Jennifer Johnson/ESA/NASA/AASNOVA)
Outra consequência das colisões entre estrelas de nêutrons é o material que elas espalham pelo universo. Como o nome sugere, esses objetos são feitos de nêutrons, um dos dois componentes dos núcleos atômicos. Quando essas partículas voam e se recombinam com a energia das kilonovas, novos elementos pesados são criados, incluindo ouro, prata e xenônio.
Se você estiver se perguntando
quantos quilos ou toneladas a kilonova detectada em 2017 produziu, aqui está a
resposta: sozinha, ela formou mais de 100 Terras em metais preciosos sólidos e
puros. Isso confirma o modelo de evolução das estrelas e os elementos que elas
geram em cada um de seus estágios.
Em outras palavras, todo o ouro e
prata em nosso planeta foi forjado há muitos bilhões de anos, antes do
nascimento do nosso Sol, quando duas estrelas de nêutrons anônimas colidiram. O
material espalhado pela kilonova foi parar em alguma nuvem densa de gás e
poeira que começou a colapsar para formar uma protoestrela. Por isso, todos
esses elementos estavam presentes no disco protoplanetário onde a Terra nasceu.
Ondas gravitacionais, em
concepção artística (Imagem: Reprodução/ ESA/C.Carreau)
Por
todas essas razões, a kilonova de 2017 foi tão importante para a comunidade
científica, levando inúmeros telescópios, antenas e observatórios
espaciais a apontar para o evento GW170817. Cerca de um terço de toda a
comunidade ao redor do planeta participou da empreitada que resultou em mais de
100 artigos sobre o assunto publicados só nos dois primeiros meses.
Ao todo, 70 observatórios,
nos 7 continentes e no espaço, observou o evento em todo o espectro eletromagnético.
A descoberta e observações subsequentes garantiu o prêmio Breakthrough of the
Year em 2017 da revista Science.
Fonte: Canaltech / Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 28 de Setembro de 2021
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Hélio
R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia,
Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de
Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina
(UFSC).
Autor
do livro: “Conhecendo o Sol e outras
Estrelas”.
Acompanha
e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space
Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas
e tecnológicas.
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.
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