Quando se trata das maiores e mais brilhantes explosões vistas no Universo, os astrônomos da Universidade de Warwick descobriram que são necessárias duas estrelas para fazer uma explosão de raios gama, uma GRB.
Novas pesquisas resolvem o mistério de como as estrelas giram rápido o suficiente para criar condições para lançar um jato de material altamente energético no espaço, e descobriram que efeitos de maré como aqueles entre a Lua e a Terra são a resposta.
A descoberta, relatada nos avisos mensais da Royal Astronomical Society, foi feita usando modelos simulados de milhares de sistemas estelares binários, ou seja, sistemas solares que têm duas estrelas orbitando uma à outra.
Mais da metade de todas as estrelas estão localizadas em sistemas de estrelas binárias e esta nova pesquisa mostrou que elas precisam estar em sistemas de estrelas binárias para que explosões maciças sejam criadas.
Uma longa explosão de raios gama (GRB), o tipo examinado neste estudo, ocorre quando uma estrela massiva com cerca de dez vezes o tamanho do nosso sol se torna supernova, entra em colapso em uma estrela de nêutrons ou buraco negro e dispara um jato relativístico de material para o espaço . Em vez de a estrela colapsar radialmente para dentro, ela se transforma em um disco para conservar o momento angular. Quando o material cai para dentro, esse momento angular o lança na forma de um jato ao longo do eixo polar.
Mas, para formar esse jato de material, a estrela precisa girar rápido o suficiente para lançar o material ao longo do eixo. Isso apresenta um problema porque as estrelas geralmente perdem qualquer rotação que adquirem muito rapidamente. Ao modelar o comportamento dessas estrelas massivas à medida que elas colapsam, os pesquisadores conseguiram restringir os fatores que causam a formação de um jato.
Eles descobriram que os efeitos das marés de um vizinho próximo – o mesmo efeito que mantém a Lua e a Terra juntos – poderiam ser responsáveis ??por girar essas estrelas na velocidade necessária para criar uma explosão de raios gama.
Explosões de raios gama são os eventos mais luminosos do Universo e são observáveis ??da Terra quando seu jato de material é apontado diretamente para nós. Isso significa que vemos apenas 10 a 20% dos GRBs em nossos céus.
Autor principal Ashley Chrimes, Ph.D. Um estudante do Departamento de Física da Universidade de Warwick disse: “Estamos prevendo que tipo de estrelas ou sistemas produzem explosões de raios gama, que são as maiores explosões do Universo. Até agora não está claro que tipo de estrelas ou sistemas binários você precisa produzir esse resultado.
“A questão é como uma estrela começa a girar, ou mantém sua rotação ao longo do tempo. Descobrimos que o efeito das marés de uma estrela em seu parceiro está impedindo que elas diminuam a velocidade e, em alguns casos, elas estão girando. roubando energia rotacional de seu companheiro, uma consequência da qual eles se afastam.
“O que determinamos é que a maioria das estrelas está girando rapidamente, precisamente porque elas estão em um sistema binário”.
O estudo utiliza uma coleção de modelos de evolução estelar binária criados por pesquisadores da Universidade de Warwick e pelo Dr. J. J. Eldridge da Universidade de Auckland. Usando uma técnica chamada síntese binária de população, os cientistas são capazes de simular esse mecanismo em uma população de milhares de sistemas estelares e, assim, identificar os exemplos raros em que uma explosão desse tipo pode ocorrer.
Elizabeth Stanway, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: “Os cientistas não modelaram em detalhes a evolução binária no passado, porque é um cálculo muito complexo a ser feito. Este trabalho considerou um mecanismo físico nesses modelos que que não examinamos antes, isso sugere que os binários podem produzir GRBs suficientes usando esse método para explicar o número que estamos observando.
“Também houve um grande dilema sobre a metalicidade das estrelas que produzem explosões de raios gama. Como astrônomos, medimos a composição das estrelas e o caminho dominante para as explosões de raios gama requer muito poucos átomos de ferro ou outros elementos pesados ??nas estrelas. Há um quebra-cabeça sobre o motivo pelo qual vemos uma variedade de composições nas estrelas produzindo explosões de raios gama, e este modelo oferece uma explicação “.
Ashley acrescentou: “Este modelo nos permite prever como esses sistemas devem ser observados em termos de temperatura e luminosidade e quais são as propriedades do companheiro. Agora, estamos interessados ??em aplicar essa análise para explorar diferentes transientes astrofísicos , como explosões rápidas de rádio, e pode potencialmente modelar eventos mais raros, como buracos negros em espiral em estrelas “.
Publicado em 13/01/2020
Artigo original:
Estudo original:
Achou importante? Compartilhe!
Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”: