DOI: 10.48550/arXiv.23
Credibilidade: 858
#Kilonova
Uma nova pesquisa descreve como uma explosão de quilonova desencadeada pela colisão de estrelas de nêutrons poderia erradicar a vida na Terra por milhares de anos. Felizmente, as chances são incrivelmente baixas.
Os cientistas determinaram os possíveis efeitos de uma colisão de estrelas de nêutrons acontecendo perto da Terra, descobrindo que essas chamadas quilonovas poderiam ser verdadeiras assassinas que condenariam a humanidade. Mas não se preocupe, a colisão teria que ser bem próxima para causar estragos em nosso mundo. No entanto, aqui está o que provavelmente aconteceria.
“Descobrimos que se uma fusão de estrelas de nêutrons ocorresse a cerca de 36 anos-luz da Terra, a radiação resultante poderia causar um evento de nível de extinção”, disse Haille Perkins, líder da equipe e cientista da Universidade de Illinois Urbana-Champaign. disse ao Space.com.
Os choques de estrelas de nêutrons que criam explosões de luz, chamadas quilonovas, são considerados os eventos mais violentos e poderosos do universo conhecido. Isto talvez não seja surpreendente, dado que as estrelas de nêutrons são os restos colapsados de estrelas mortas e são feitas de matéria tão densa que uma colher de chá de uma que fosse trazida para a Terra pesaria cerca de 10 milhões de toneladas. Isso equivale a 350 Estátuas da Liberdade equilibradas em uma colher.
Essas fusões de estrelas mortas não apenas criam explosões de raios gama e chuvas de partículas carregadas movendo-se a velocidades próximas à da luz, conhecidas como raios cósmicos, mas também geram os únicos ambientes que conhecemos turbulentos o suficiente para forjar elementos mais pesados que o chumbo, como o ouro. e platina. Esses elementos nem sequer podem ser criados nas incríveis temperaturas e pressões ultraelevadas encontradas nos corações de estrelas massivas.
Além disso, as fusões de estrelas de nêutrons fazem com que a própria estrutura do espaço “viva” com ondulações chamadas ondas gravitacionais, que podem ser detectadas aqui na Terra – mesmo depois de viajar por bilhões de anos-luz.
“As estrelas de nêutrons podem existir em sistemas binários e, quando se fundem, produzem um evento raro, mas espetacular”, disse Perkins.
A pesquisa da equipe foi baseada em observações da fusão de estrelas de nêutrons por trás do sinal de onda gravitacional GW 170817, captado pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) em 2017, e pela explosão de raios gama GRB 170817A.
Ocorrendo a cerca de 130 milhões de anos-luz de distância, esta é a única fusão de estrelas de nêutrons até agora observada na radiação electromagnética e ouvida em ondas gravitacionais, tornando-a uma escolha natural para investigar estes eventos poderosos.
Uma “killernova”?
Os raios gama da fusão de estrelas de nêutrons são sem dúvida o aspecto mais obviamente ameaçador desses eventos. Isso ocorre porque esse tipo de radiação carrega energia suficiente para retirar elétrons dos átomos, um processo chamado ionização. E estas explosões ionizantes de radiação poderiam facilmente destruir a camada de ozono da Terra, fazendo com que o nosso planeta recebesse doses letais de radiação ultravioleta do sol.
Perkins e seus colegas determinaram que os raios gama provenientes de fusões de estrelas de nêutrons – em jatos gêmeos estreitos de ambos os lados da fusão – queimariam praticamente qualquer ser vivo que caísse diretamente em seu caminho, a uma distância de cerca de 297 anos-luz. Felizmente, porém, esse efeito tem um alcance extremamente estreito. Em outras palavras, seria realmente necessário um “golpe direto” de um jato para provocar efeitos tão dramáticos. Mas há outro problema.
Estes jactos estão encapsulados com radiação gama em geral, o que também afectaria a camada de ozono da Terra se o nosso planeta estivesse no seu caminho mais amplo – a cerca de 13 anos-luz deles. Os danos causados pelo ozônio desse casulo de raios gama “fora do eixo” também levariam 4 anos para se recuperar. Em suma, o ataque do casulo de raios gama deixaria a superfície da Terra exposta à luz ultravioleta prejudicial durante quase meia década.
Embora os efeitos dos raios gama das fusões de estrelas de nêutrons tenham vida relativamente curta, há também outra forma de radiação ionizante que essas emissões dão origem, que é menos energética, mas mais duradoura.
Quando os jatos de raios gama atingem o gás e a poeira ao redor das estrelas, chamado meio interestelar, isso cria poderosas emissões de raios X chamadas brilho residual de raios X. Essas emissões de raios X duram mais do que as emissões de raios gama e também podem ionizar a camada de ozônio, diz a equipe. Isto, portanto, é indiscutivelmente mais letal. No entanto, a Terra precisaria de estar bastante perto deste brilho antes de nos preocuparmos com o nosso destino – a uma distância de 16,3 anos-luz, para ser exato.
E ainda não chegamos à pior parte.
O efeito mais ameaçador da colisão da estrela de nêutrons que a equipe descobriu provém daquelas partículas carregadas altamente energéticas, ou raios cósmicos, que se espalham para longe do epicentro do evento na forma de uma bolha em expansão. Se estes raios cósmicos atingissem a Terra, destruiriam a camada de ozono e deixariam o planeta vulnerável a ser atingido por raios ultravioleta durante um período de milhares de anos.
Isto seria qualificado como um evento de extinção, e a Terra poderia ser afetada mesmo que o nosso planeta estivesse a cerca de 36 anos-luz de distância.
“A distância específica de segurança e o componente mais perigoso é incerto, pois muitos dos efeitos dependem de propriedades como o ângulo de visão do evento, a energia da explosão, a massa do material ejetado e muito mais”, continuou Perkins. “Com a combinação de parâmetros que selecionamos, parece que os raios cósmicos serão os mais ameaçadores”.
Novamente, não entre em pânico ainda!
Antes de lamentar que o fim esteja próximo, vale a pena pesar o quadro apocalíptico pintado pelo impacto das fusões de estrelas de nêutrons contra alguns outros fatores que rodeiam estes eventos.
“As fusões de estrelas de nêutrons são extremamente raras, mas bastante poderosas, e isso, combinado com a faixa relativamente pequena de letalidade, significa que uma extinção causada por uma fusão binária de estrelas de nêutrons não deve ser uma preocupação das pessoas na Terra”, assegurou Perkins.
Para se ter uma ideia desta raridade, entre os 100 bilhões de estrelas da Via Láctea, os cientistas até agora encontraram apenas um potencial sistema progenitor de quilonovas, CPD-29 2176, que está localizado a cerca de 11.400 anos-luz da Terra.
“Existem vários outros eventos mais comuns, como erupções solares, impactos de asteroides e explosões de supernovas, que têm maiores chances de serem prejudiciais”, continuou Perkins.
Ela acrescentou que alguns desses outros eventos já foram associados a eventos de extinção em massa na Terra, sendo o exemplo mais marcante disso o impacto de um enorme asteróide que destruiu os dinossauros não-aviários e três quartos da vida na Terra ao redor. 66 milhões de anos atrás, no evento de extinção do Cretáceo-Terciário.
Onde esta investigação tem conotações importantes é na procura de vida noutras partes do universo, pois certamente nos dá uma ideia dos sistemas que provavelmente não desfrutarão das condições necessárias para sustentar a vida. (A vida como a conhecemos, pelo menos.)
“A conclusão deles de que as quilonovas poderiam ter uma letalidade semelhante às supernovas, mas são muito menos comuns, coincide com o que acredito que seria provável que fosse o caso”, disse Darach Watson, cientista do Centro de Aurora Cósmica do Instituto Niels Bohr, que também estuda quilonovas e não foi envolvido nesta pesquisa, disse ao Space.com. “Portanto, no geral, é provável que isto seja mais uma ameaça para planetas em galáxias antigas onde a formação estelar terminou, e não tanto para a Via Láctea.”
Quanto à equipe por trás desta pesquisa, Perkins explicou que o próximo passo é observar mais desses eventos de colisão de estrelas de nêutrons.
“Atualmente, temos apenas uma detecção confirmada de uma quilonova proveniente de uma fusão binária de estrelas de nêutrons, portanto, mais observações restringirão as incógnitas”, concluiu ela.
A pesquisa da equipe é publicada no repositório de artigos de acesso aberto arXiv.
Publicado em 06/11/2023 10h38
Artigo original:
Estudo original: