doi.org/10.3847/2041-8213/ad87cc
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As explosões mais poderosas do universo, como as supernovas e os eventos de absorção por buracos negros, estão cada vez mais sendo detectadas graças aos avanços na astronomia moderna.
Um professor de física da Universidade de Syracuse, nos Estados Unidos, criou um modelo inovador que simula essas explosões e a emissão de luz que elas produzem. Com isso, ele ajuda os cientistas a entenderem melhor como essas explosões acontecem e se desenvolvem ao longo do tempo.
Essas explosões astrofísicas podem ocorrer de várias maneiras: quando o núcleo de ferro de uma estrela gigante entra em colapso, formando uma supernova de colapso de núcleo; quando uma estrela é “esticada” e consumida por um buraco negro em um evento conhecido como “disrupção de maré”; e quando acontece uma fusão nuclear descontrolada na superfície de uma anã branca, resultando em uma supernova do tipo 1-A. Essas explosões são bem comuns, mas a maioria delas ocorre em galáxias muito distantes e só agora os telescópios estão avançados o suficiente para detectar um grande número desses eventos.
Novas Técnicas para Estudar Explosões Cósmicas:
Eric Coughlin, professor assistente de física, desenvolveu um modelo revolucionário que simula as explosões cósmicas e ajuda a entender a origem da luz que vemos durante esses eventos. Em seu estudo recente, publicado na revista científica *The Astrophysical Journal Letters*, ele explica como sua nova técnica permite acompanhar a interação das explosões com o ambiente ao redor.
Detectando Supernovas com Mais Facilidade
Há muito tempo os cientistas sabem o que acontece quando uma estrela gigante morre por causa de seu próprio peso. Esse processo de colapso forma uma estrela de nêutrons, o que causa uma explosão muito luminosa, conhecida como supernova de colapso de núcleo. Algumas supernovas próximas podem ser vistas até a olho nu, mas, com os telescópios modernos, é possível detectar dezenas delas por noite.
No entanto, há outros tipos de explosões que são mais difíceis de observar, por serem muito distantes ou porque a luz delas desaparece rapidamente. Essas explosões liberam uma quantidade de energia enorme, equivalente a bilhões de bombas atômicas em um único dia. Por isso, os cientistas estão sempre em busca de eventos brilhantes e de curta duração no espaço, também chamados de “transientes”. O novo modelo de Coughlin será essencial nessa busca.
Como Acontece uma Supernova:
Quando uma supernova de colapso de núcleo ocorre, a estrela de nêutrons recém-formada “rebate” a implosão, criando uma onda de choque que explode as camadas externas da estrela. Essa explosão solta no espaço uma grande quantidade de material da estrela, chamado de “ejecta”. Esse material é extremamente quente e brilha muito, mas também libera luz graças à decomposição de elementos químicos pesados. Além disso, a interação entre o “ejecta” e o gás ao redor da estrela pode gerar ondas de choque adicionais, que produzem mais luz, inclusive na forma de ondas de rádio, indicando a presença de gás aquecido.
O modelo de Coughlin ajuda a acompanhar a expansão desse material e, por meio dos dados de rádio, é possível estimar detalhes da explosão, como a quantidade de energia liberada.
O Papel do Observatório Rubin
O professor Coughlin vai usar seu modelo com os dados do *Legacy Survey of Space and Time (LSST)*, realizado pelo Observatório Vera C. Rubin, no Chile. Esse observatório começará operando em breve e fará uma pesquisa de 10 anos, registrando grandes volumes de dados astronômicos. O telescópio do observatório, com 8,4 metros e uma câmera digital gigante, é o maior já feito para a astronomia.
O telescópio vai fotografar o céu visível do Hemisfério Sul a cada três ou quatro noites, ajudando os cientistas encontrando objetos que mudam de brilho ou direção por um breve período. “Vamos observar bilhões de galáxias nos próximos 10 anos e, com isso, milhões desses eventos transientes causados por diferentes fenômenos,” explica Coughlin.
Colaboração entre Diferentes Áreas da Ciência:
O Observatório Rubin vai coletar dados em grande escala e disponibilizá-los para os cientistas. “Como astrônomo teórico, tento juntar essas informações para entender as explosões no universo e recriar esses eventos,” diz Coughlin. Ele também participa de um programa de bolsas de estudo chamado “Scialog”, onde cientistas de diferentes áreas se reúnem para discutir maneiras de explorar o vasto conjunto de dados que o Observatório Rubin fornecerá.
Com um volume tão grande de dados, que chega a milhões de gigabytes, os cientistas vão precisar de ideias inovadoras para lidar com essa quantidade de informações. O Observatório Rubin poderá ajudar os cientistas a entenderem o que causa algumas dessas explosões tão energéticas.
Publicado em 04/11/2024 10h31
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