Colisão entre estrela e buraco negro é detectada pela primeira vez

Pela primeira vez na história os astrônomos detectaram a colisão de um buraco negro e uma estrela de nêutrons.

Astrônomos detectaram pela primeira vez na história um buraco negro devorando uma estrela de nêutrons, e dez dias depois o evento ocorreu novamente.

A fusão entre esses dois tipos de objetos mais densos no Universo cria uma explosão colossal, mas totalmente escura. A única maneira pela qual foi detectado é que literalmente abalou o tecido do espaço-tempo.

Os eventos foram descobertos pela colaboração LIGO-Virgo, instalações projetadas para detectar ondas gravitacionais, ondulações reais no tecido do espaço-tempo.

Quando buracos negros ou estrelas de nêutrons se fundem, objetos com meros quilômetros de diâmetro, mas com a mesma massa das estrelas, são acelerados em torno uns dos outros a taxas de esmagamento o suficiente para criar ondas gravitacionais agudas.

Essas ondas se expandem na velocidade da luz, mas enfraquecem com a distância. Podemos detectá-los a centenas de milhões ou bilhões de anos-luz de distância, mas até então eles enfraqueceram tanto que o alongamento do espaço-tempo é extremamente pequeno, razão pela qual foram previstos um século atrás, mas não foram detectados diretamente até 2015.

Dezenas de eventos foram vistos desde então, principalmente pares de buracos negros se fundindo, embora fusões de estrelas de nêutrons também tenham sido vistas duas vezes.

Até agora, porém, nenhum buraco negro jamais foi visto comendo uma estrela de nêutrons, na verdade, nenhum sistema binário buraco negro / estrela de nêutrons foi detectado em nossa galáxia!

Os eventos foram detectados em 5 de janeiro de 2020 e 15 de janeiro de 2020 e são chamados GW200105_162426 e GW200115_042309 respectivamente.

Quando uma onda gravitacional passa pela Terra, a forma e a força das ondas nos dizem muito sobre o sistema que as criou.

Ambos os eventos foram estatisticamente significativos e em ambos os casos as massas dos dois objetos que se fundiram foram bastante baixas.

Os dois componentes que se fundiram no GW200105 tinham massas de 8,9 e 1,9 vezes a massa do Sol.

O primeiro componente está bem dentro do território do buraco negro, a massa mínima para este tipo de buraco negro, pensamos, é cerca de 2,8 vezes a do Sol .

A segunda, embora esteja abaixo desse limite, é quase certamente uma estrela de nêutrons: o núcleo incrivelmente denso de uma estrela massiva depois que a estrela explodiu como uma supernova.

Uma esfera de neutrônio do tamanho de uma bola de chiclete pesaria tanto quanto cada ser humano na Terra combinado.

A fusão de binários estelares massivos

Ambos os sistemas começaram a vida como duas estrelas normais, mas massivas orbitando uma a outra.

Um era provavelmente 20 ou mais vezes a massa do Sol. Ele consumiu seu combustível nuclear rapidamente, provavelmente em apenas alguns milhões de anos.

Em seguida, cresceu em uma estrela supergigante vermelha (como Antares ou Betelgeuse). Era tão grande que provavelmente engolfou ou quase engolfou a estrela companheira brevemente, e aquela segunda estrela teria puxado uma grande quantidade de massa da primeira estrela, tornando-se mais massiva.

A primeira estrela então explodiu, formando um buraco negro. Por fim, a segunda estrela também explodiu, formando uma estrela de nêutrons (ou, dependendo das massas iniciais e da rapidez com que uma perdeu material para a outra, poderia ter sido o contrário). De qualquer forma, o que restou foi uma estrela de nêutrons orbitando um buraco negro.

Se uma terceira estrela estivesse no sistema, ela poderia ter desequilibrado as duas, fazendo-as orbitar mais próximas.

Ou é possível que ao longo de bilhões de anos os dois tenham emitido ondas gravitacionais fracas enquanto orbitavam, perdendo energia e lentamente espiralando juntos.

De qualquer maneira, eventualmente eles ficaram próximos o suficiente e buraco negro engoliu a estrela de nêutrons.

Fusões como essas são importantes porque não entendemos completamente como um buraco negro e um sistema estelar de nêutrons são formados, ou como evoluem ao longo do tempo.

Apenas ver esses eventos nos diz que esses sistemas binários existem e também com que frequência eles acontecem em nosso volume local de espaço.

Se mais forem detectados, isso ajudará os astrônomos a descobrir como esses binários estelares massivos se comportam.

Fonte: syfy Imagem: CarlKnox(OzGrav)

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