Quando duas estrelas de nêutrons colidem e se fundem, o que você ganha? Uma estrela de nêutrons mais robusta ou um minúsculo buraco negro? Um artigo de maio de 2018 analisando a histórica colisão de estrelas de nêutrons no ano passado sugere o último.

Em 17 de agosto, 2017, o Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser (LIGO) dos Estados Unidos e o observatório de ondas gravitacionais de Virgem da Itália detectaram o que é indiscutivelmente o evento astronômico mais significativo dos tempos modernos :o esmagamento de uma estrela de nêutrons. Essa quebra criou um sinal de onda gravitacional chamado GW170817. Ao contrário do punhado de sinais de ondas gravitacionais que vieram antes dele, GW170817 não foi gerado por um buraco negro em fusão.

Três observatórios de ondas gravitacionais (as duas estações LIGO em Washington e Louisiana, mais o único detector de Virgem) detectou o sinal em conjunto, assim, os cientistas foram capazes de triangular a localização aproximada no céu de onde o sinal da onda gravitacional veio. Então, quase ao mesmo tempo, O telescópio espacial Fermi da NASA detectou uma curta explosão de raios gama (GRB) naquele pedaço de céu. Os cientistas teorizaram que tais explosões foram desencadeadas pela colisão de duas estrelas de nêutrons, e por meio da análise de GW170817, eles confirmaram o cenário de fusão de estrelas de nêutrons.

Os astrônomos fizeram muitas descobertas científicas na esteira deste evento astronômico, mas GW170817 continua dando. Com a ajuda do telescópio espacial Chandra da NASA, que continuou a estudar o local da fusão da estrela de nêutrons nos últimos dias, semanas e meses depois, os astrônomos agora pensam que a fusão das estrelas de nêutrons deu origem a um buraco negro bebê. E nunca vimos isso antes.

Dos estudos LIGO, os astrônomos já tinham uma boa idéia da massa das estrelas de nêutrons em colisão e da massa do objeto que deveriam produzir após a colisão. Por suas estimativas, o objeto mesclado teria uma massa de cerca de 2,7 vezes a do nosso sol. Esta é uma massa interessante, pois está bem no limite de ser a estrela de nêutrons mais massiva ou o buraco negro de menor massa já descoberto. Para descobrir se o evento criou uma estrela de nêutrons monstruosa ou um minúsculo buraco negro, astrônomos precisavam estudar os raios-X sendo gerados, e foi aí que Chandra ajudou.

"Embora as estrelas de nêutrons e os buracos negros sejam misteriosos, estudamos muitos deles em todo o Universo usando telescópios como o Chandra, "disse Dave Pooley da Trinity University em San Antonio, Texas, quem conduziu o estudo. "Isso significa que temos dados e teorias sobre como esperamos que esses objetos se comportem nos raios-X."

Guinness pode estar interessado neste buraco negro recorde

Se a colisão da estrela de nêutrons criou uma estrela de nêutrons mais massiva, aquele objeto estaria girando rapidamente e possuindo um imenso campo magnético. Nesta situação, o objeto teria entrado em erupção com uma bolha poderosa e em expansão de partículas de alta energia que teriam, por sua vez, gerou emissões extremas de raios-X. Mas de acordo com as observações do Chandra, o sinal de raios X foi centenas de vezes mais fraco do que se esperava. Por meio de um processo simples de eliminação, isso significa que provavelmente não há nenhuma estrela de nêutrons girando rapidamente, e é mais provável que um buraco negro tenha se formado.

"Podemos ter respondido a uma das perguntas mais básicas sobre este evento deslumbrante:o que ele fez?" disse o co-autor Pawan Kumar, da Universidade do Texas em Austin, em um comunicado. "Os astrônomos há muito suspeitavam que as fusões de estrelas de nêutrons formariam um buraco negro e produziriam explosões de radiação, mas não tínhamos um caso forte para isso até agora. "

Considerando que os menores buracos negros descobertos até hoje têm cerca de quatro a cinco vezes a massa do nosso Sol, este buraco negro recém-nascido provavelmente quebrou o recorde como o menor buraco negro conhecido. E os astrônomos testemunharam seu nascimento. As observações continuarão e se o sinal de raios-X continuar a enfraquecer nos próximos meses e anos, a probabilidade de ser um buraco negro continuará a aumentar.

Este foi o primeiro exemplo de "astronomia multi-mensageiro, "onde o sinal da onda gravitacional e o sinal eletromagnético (o GRB) foram combinados para estudar o mesmo evento astronômico. É o Santo Graal para a ciência, onde podemos sondar diretamente a colisão de estrelas de nêutrons E medir o GRB que elas produziram, e é isso que tornou o evento tão significativo.