2501: Cientistas detectaram um buraco negro a engolir uma estrela de neutrões

Impressão de artista de um buraco negro prestes a engolir uma estrela de neutrões.
Crédito: Karl Knox, OzGrav

Cientistas dizem ter detectado, pela primeira vez, um buraco negro a engolir uma estrela de neutrões.

As estrelas de neutrões e os buracos negros são remanescentes super-densos de estrelas mortas.

Na quarta-feira, 14 de Agosto de 2019, instrumentos de ondas gravitacionais nos EUA e na Itália detectaram ondulações no espaço-tempo de um evento cataclísmico que ocorreu a 900 milhões de anos-luz da Terra.

A professora Susan Scott, membro da equipa e da Escola de Física da Universidade Nacional Australiana (ANU, “Australian National University”), disse que esta conquista completou o trio de observações da equipa presente na sua lista original, que inclui a fusão de dois buracos negros e a colisão de duas estrelas de neutrões.

“Há cerca de 900 milhões de anos, este buraco negro comeu uma estrela muito densa, conhecida como estrela de neutrões – possivelmente extinguindo a estrela instantaneamente,” disse Scott, líder do Grupo de Teoria Geral da Relatividade e Análise de Dados, da mesma instituição de ensino, e do Centro ARC de Excelência para Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav).

“O telescópio SkyMapper da ANU respondeu ao alerta de detecção e estudou toda a provável região do espaço onde o evento ocorreu, mas não encontrámos nenhuma confirmação visual.”

Os cientistas ainda estão a analisar os dados para confirmar o tamanho exacto dos dois objectos, mas as descobertas iniciais indicam uma grande probabilidade de um buraco negro ter engolido uma estrela de neutrões. Espera-se que os resultados finais sejam publicados em revistas científicas.

“Os cientistas nunca detectaram um buraco negro menor que cinco massas solares ou uma estrela de neutrões maior que 2,5 vezes a massa do nosso Sol,” acrescentou a professora Scott.

“Com base nesta experiência, estamos muito confiantes de que acabámos de detectar um buraco negro a engolir uma estrela de neutrões.

“No entanto, existe a pequena mas intrigante possibilidade de que o objecto engolido foi, ao invés, um buraco negro muito leve – muito mais leve do que qualquer outro buraco negro que conhecemos no Universo. Isso seria um prémio de consolação verdadeiramente incrível.”

A ANU é a parceira australiana do LIGO (Advanced Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), o instrumento científico mais sensível já construído e que consiste de detectores duplos nos EUA.

O Observatório Gravitacional Europeu tem um detetor de ondas gravitacionais na Itália, de nome Virgo.

Astronomia On-line
23 de Agosto de 2019

 

1235: Astrónomos detectaram ondas de rádio da nossa galáxia a “saltar” na Lua

Ben Mckinley, Curtin University / ICRAR / ASTRO 3D

Durante todo o tempo em que a Lua esteve lá em cima, numa órbita silenciosa em torno da Terra, esteve a fazer algo incrível que nos poderia dar preciosas luzes sobre o início do Universo.

Fora da sua impressionante superfície rochosa, a Lua reflete as ondas de rádio emitidas pela nossa galáxia, a Via Láctea. Agora, astrónomos conseguiram finamente detectar esses sinais.

O sinal foi captado por investigadores do Núcleo da Curtin University do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia (ICRAR) e do Centro de Excelência ARC para Toda a Astrofísica do Céu em 3 Dimensões (ASTRO 3D). Ainda assim, apesar de ser um feito incrível, este não é o objectivo final dos cientistas.

O alvo dos astrónomos é muito mais ambicioso: querem detectar o sinal, extremamente fraco, que emana do hidrogénio dos primeiros dias do Universo, no tempo entre o Big Bang e a Época da Reionização (EoR).

“Antes o Universo era, basicamente, apenas hidrogénio a flutuar no espaço”, disse o astrónomo Benjamin McKinley. “Como não há fontes da luz óptica visíveis aos nossos olhos, esse estágio inicial do Universo é conhecido como as ‘eras cósmicas das trevas‘”.

A equipa de cientistas está a usar um radiotelescópio de baixa frequência chamado  Murchison Widefield Array (MWA), no deserto da Austrália Ocidental. Com 2.048 antenas dipolo, este instrumento é uma das melhores ferramentas do mundo para tentar entender o início do Universo.

Os astrónomos esperam que o seu alcance de baixa frequência – de 80-300 MHz – seja capaz de detectar o sinal de rádio que emana dos átomos de hidrogénio anteriores à EoR. “Se conseguirmos detectar esse sinal de rádio, ele dir-nos-á se as nossas teorias sobre a evolução do Universo estão corretas“, observou McKinley.

O problema que se impõe é que esse sinal é extremamente fraco em comparação com todos os outros sinais de rádio que, desde então, preencheram o Universo. Mas há uma solução, que passa por medir o brilho médio do céu. Contudo, isso não pode ser feito usando as técnicas habituais, já que os interferómetros não são suficientemente sensíveis.

É aqui que entra a Lua. As ondas de rádio não conseguem atravessar a Lua. Por esse motivo, os astrónomos consideram que seria uma boa ideia colocar um radiotelescópio “atrás” da Lua, para que, assim, não conseguisse encontrar interferências de emissões de rádio terrestre.

No entanto, há outro entrave: a Lua oculta o céu do rádio por trás dele. Para contornar esta situação, a equipa aproveitou essa propriedade para medir o brilho médio do pedaço de céu que a cercava.

Esta não é uma ideia nova, mas a equipa empregou também um método mais sofisticado de lidar com o “earthshine”, as emissões de rádio da Terra que “saltam” da Lua e interferem no sinal recebido pelo telescópio. Assim, depois de calcular o brilho da Terra, os cientistas precisaram de esclarecer quanta interferência estava a ser causada pela nossa própria galáxia.

Desta forma, para criar a imagem do plano galáctico da Via Láctea reflectido na Lua, a equipa de astrónomos reuniu todos os dados e, usando o ray-tracing e a modelagem por computador, mapearam o Modelo do Céu Global na face da Lua para, assim, calcularem o brilho de rádio médio das ondas de rádio reflectidas da galáxia.

O resultado final foi a imagem abaixo, na qual a mancha escura no meio é a Lua.

Portanto, os cientistas detectaram a EoR? Ainda não. Esta é parte do processo para estabelecer a eficácia desta técnica que, até agora, está a correr muito bem.

Os resultados iniciais usando a técnica de ocultação lunar são promissores. Estamos a começar a entender os erros e as características espectrais e continuaremos a refinar as nossas técnicas”, escreveram os investigadores no artigo científico, publicado recentemente na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

ZAP // ScienceAlert

Por ZAP
3 Novembro, 2018

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