Em 17 de agosto, 2017, os cientistas fizeram história com a primeira observação direta de uma fusão entre duas estrelas de nêutrons. Foi o primeiro evento cósmico detectado em ondas gravitacionais e em todo o espectro de luz, de raios gama a emissões de rádio.

O impacto também criou uma kilonova - uma explosão turboalimentada que imediatamente forjou várias centenas de planetas de ouro e platina. As observações forneceram a primeira evidência convincente de que kilonovae produzem grandes quantidades de metais pesados, uma descoberta há muito prevista pela teoria. Os astrônomos suspeitam que todo o ouro e a platina da Terra se formaram como resultado de antigas quilonovas criadas durante as colisões de estrelas de nêutrons.

Com base nos dados do evento de 2017, avistado pela primeira vez pelo Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser (LIGO), os astrônomos começaram a ajustar suas suposições de como uma kilonova deveria aparecer para os observadores ligados à Terra. Uma equipe liderada por Eleonora Troja, um cientista pesquisador associado do Departamento de Astronomia da Universidade de Maryland, reexaminou os dados de uma explosão de raios gama detectada em agosto de 2016 e encontrou novas evidências para uma kilonova que passou despercebida durante as observações iniciais.

O Observatório Neil Gehrels Swift da NASA começou a monitorar o evento de 2016, denominado GRB160821B, minutos depois de ser detectado. A captura antecipada permitiu que a equipe de pesquisa reunisse novos insights que estavam faltando nas observações de kilonova do evento LIGO, que não começou até quase 12 horas após a colisão inicial. Troja e seus colegas relataram essas novas descobertas no jornal Avisos mensais da Royal Astronomical Society em 27 de agosto, 2019.

"O evento de 2016 foi muito emocionante no início. Estava próximo e visível com todos os grandes telescópios, incluindo o telescópio espacial Hubble da NASA. Mas não correspondeu às nossas previsões - esperávamos ver a emissão infravermelha se tornar cada vez mais brilhante ao longo de várias semanas, "disse Troja, que também tem um compromisso no Goddard Space Flight Center da NASA. “Dez dias depois do evento, quase nenhum sinal permaneceu. Todos nós ficamos muito desapontados. Então, um ano depois, o evento LIGO aconteceu. Olhamos nossos dados antigos com novos olhos e percebemos que realmente pegamos um kilonova em 2016. Era uma combinação quase perfeita. Os dados infravermelhos para ambos os eventos têm luminosidades semelhantes e exatamente a mesma escala de tempo. "

As semelhanças entre os dois eventos sugerem que a kilonova 2016 também resultou da fusão de duas estrelas de nêutrons. Kilonovae também pode resultar da fusão de um buraco negro e estrela de nêutrons, mas não se sabe se tal evento produziria uma assinatura diferente em raios-X, infravermelho, observações de rádio e luz óptica.

De acordo com Troja, as informações coletadas no evento de 2016 não contêm tantos detalhes quanto as observações do evento LIGO. Mas a cobertura daquelas primeiras horas - ausente do registro do evento LIGO - revelou novos insights importantes sobre os estágios iniciais de uma kilonova. Por exemplo, a equipe deu a primeira olhada no novo objeto que permaneceu após a colisão, que não estava visível nos dados do evento LIGO.

"O remanescente pode ser altamente magnetizado, estrela de nêutrons hipermassiva conhecida como magnetar, que sobreviveu à colisão e depois desabou em um buraco negro, "disse Geoffrey Ryan, um Joint Space-Science Institute (JSI) Prize Postdoctoral Fellow no UMD Department of Astronomy e um co-autor do artigo de pesquisa. "Isto é interessante, porque a teoria sugere que um magnetar deve desacelerar ou mesmo interromper a produção de metais pesados, que é a fonte final da assinatura de luz infravermelha de uma kilonova. Nossa análise sugere que os metais pesados ​​são de alguma forma capazes de escapar da influência de têmpera do objeto remanescente. "

Troja e seus colegas planejam aplicar as lições que aprenderam para reavaliar eventos anteriores, ao mesmo tempo, melhorando sua abordagem para observações futuras. Uma série de eventos candidatos foram identificados com observações de luz óptica, mas Troja está mais interessado em eventos com uma forte assinatura de luz infravermelha - o indicador revelador da produção de heavy metal.

"O sinal infravermelho muito brilhante deste evento, sem dúvida, torna a kilonova mais clara que observamos no universo distante, "Troja disse." Estou muito interessado em como as propriedades kilonova mudam com diferentes progenitores e remanescentes finais. À medida que observamos mais desses eventos, podemos aprender que existem muitos tipos diferentes de kilonovae, todos na mesma família, como é o caso com muitos tipos diferentes de supernovas. É tão emocionante estar moldando nosso conhecimento em tempo real. "