Quando astrônomos de todo o mundo assistiram à colisão épica entre duas estrelas de nêutrons em 2017, o evento principal foi apenas o começo. Os efeitos posteriores, tanto imediatos quanto de longo prazo, de uma fusão tão grande e nunca vista antes eram empolgantes, interessantes e profundamente informativos.
E agora os cientistas revelaram um doozy. Quando as duas estrelas de nêutrons se chocaram, elas ejetaram um jato de material que, aos nossos olhos, parecia explodir no espaço a sete vezes a velocidade da luz.
Isso, é claro, é impossível, de acordo com nossa compreensão atual da física. É um fenômeno conhecido como velocidade superluminal, que apesar do nome é na verdade uma ilusão baseada em nosso ângulo de visão.
No entanto, mesmo depois que sua velocidade foi corrigida, o jato foi insanamente rápido.
“Nosso resultado indica que o jato estava se movendo a pelo menos 99,97% da velocidade da luz quando foi lançado”, diz o astrônomo Wenbin Lu, da Universidade da Califórnia, em Berkeley.
Os dados sobre o jato foram obtidos pelo Telescópio Espacial Hubble, que fez um conjunto de observações em cerca de 8 dias e novamente em cerca de 159 dias após a fusão, vista aqui na Terra em agosto de 2017.
Outros telescópios estavam observando, incluindo o satélite Gaia da Agência Espacial Européia e vários radiotelescópios da National Science Foundation. Reunindo seus dados, os pesquisadores poderiam construir um tipo de medida chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI).
Com base nessas observações e meses de análise, uma equipe liderada pelo astrônomo Kunal Mooley, do Caltech, conseguiu primeiro identificar e depois rastrear o movimento de um jato que entrou em erupção quando os dois núcleos estelares ultradensos se uniram.
O movimento superluminal ocorre quando algo está vindo em nossa direção a uma velocidade suficientemente alta, muito perto de nossa linha de visão. À medida que o objeto se aproxima, a distância necessária para que sua luz viaje até nós diminui – algo que geralmente não precisamos levar em conta em nosso dia-a-dia, onde a luz parece se mover instantaneamente (comparado com nossos movimentos lentos) .
Nesse caso, o jato está se movendo quase tão rápido quanto a luz que emite, criando a ilusão de que sua própria luz parece cobrir distâncias maiores do que ela (e, portanto, se move a uma velocidade impossível).
Revelar a verdadeira velocidade do jato, portanto, requer dados precisos e muito processamento de números.
Os dados do Hubble mostraram uma velocidade superluminal sete vezes mais rápida que a luz. Os dados do VLBI, obtidos entre 75 e 230 dias após a fusão, e abordados em um artigo anterior, mostraram que o jato mais tarde diminuiu para uma velocidade superluminal quatro vezes mais rápida que a da luz.
“Estou surpreso que o Hubble possa nos fornecer uma medida tão precisa, que rivaliza com a precisão alcançada pelos poderosos telescópios de rádio VLBI espalhados pelo mundo”, diz Mooley.
O resultado restringe ainda mais o ângulo em que estamos vendo o jato e fortalece a ligação entre fusões de estrelas de nêutrons e explosões de raios gama de curta duração. Essa conexão requer um jato relativístico, e é exatamente isso que Mooley e seus colegas mediram.
“Nós demonstramos neste trabalho que a astrometria de precisão com telescópios ópticos e infravermelhos baseados no espaço é um excelente meio de medir os movimentos próprios de jatos em fusões de estrelas de nêutrons”, eles escrevem em seu artigo.
“O Telescópio Espacial James Webb (JWST) deve ser capaz de realizar astrometria muito melhor do que o Telescópio Espacial Hubble, devido à maior área de coleta e menor tamanho de pixel… ) pode ser ainda mais poderoso e pode fornecer fortes restrições aos ângulos de visão de fusões de estrelas de nêutrons localizadas a até 150 Mpc [aproximadamente 500 milhões de anos-luz]”.
Agora, só temos que esperar por outra colisão de estrelas de nêutrons”
Publicado em 14/10/2022 22h54
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