Um avanço importante em como podemos entender as colisões de estrelas mortas e a expansão do Universo foi feito por uma equipe internacional, liderado pela Universidade de East Anglia.

Eles descobriram um pulsar incomum - um dos 'faróis' magnetizados giratórios de estrelas de nêutrons do espaço profundo que emite ondas de rádio altamente focalizadas de seus pólos magnéticos.

O pulsar recém-descoberto (conhecido como PSR J1913 + 1102) é parte de um sistema binário - o que significa que está preso em uma órbita ferozmente estreita com outra estrela de nêutrons.

Estrelas de nêutrons são os restos estelares mortos de uma supernova. Eles são compostos da matéria mais densa que se conhece - acumulando centenas de milhares de vezes a massa da Terra em uma esfera do tamanho de uma cidade.

Em cerca de meio bilhão de anos, as duas estrelas de nêutrons irão colidir, liberando quantidades surpreendentes de energia na forma de ondas gravitacionais e luz.

Mas o pulsar recém-descoberto é incomum porque as massas de suas duas estrelas de nêutrons são bastante diferentes - sendo uma muito maior que a outra.

Este sistema assimétrico dá aos cientistas a confiança de que as fusões duplas de estrelas de nêutrons fornecerão pistas vitais sobre mistérios não resolvidos na astrofísica - incluindo uma determinação mais precisa da taxa de expansão do Universo, conhecida como constante de Hubble.

A descoberta, publicado hoje no jornal Natureza , foi feito usando o radiotelescópio de Arecibo em Porto Rico.

Pesquisador principal, Dr. Robert Ferdman, da Escola de Física da UEA, disse:"Em 2017, os cientistas do Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser (LIGO) detectaram pela primeira vez a fusão de duas estrelas de nêutrons.

"O evento causou ondulações de ondas gravitacionais através da estrutura do espaço-tempo, conforme previsto por Albert Einstein há mais de um século. "

Conhecido como GW170817, este evento espetacular também foi visto com telescópios tradicionais em observatórios em todo o mundo, que identificou sua localização em uma galáxia distante, 130 milhões de anos-luz de nossa Via Láctea.

Dr. Ferdman disse:"Ele confirmou que o fenômeno de rajadas curtas de raios gama foi devido à fusão de duas estrelas de nêutrons. E essas são agora consideradas as fábricas que produzem a maioria dos elementos mais pesados ​​do Universo, como ouro. "

A energia liberada durante a fração de segundo quando duas estrelas de nêutrons se fundem é enorme - estimada em dezenas de vezes maior do que todas as estrelas do Universo combinadas.

Portanto, o evento GW170817 não foi surpreendente. Mas a enorme quantidade de matéria ejetada da fusão e seu brilho eram um mistério inesperado.

Dr. Ferdman disse:"A maioria das teorias sobre este evento presumem que estrelas de nêutrons bloqueadas em sistemas binários são muito semelhantes em massa.

"Nossa nova descoberta muda essas suposições. Nós descobrimos um sistema binário contendo duas estrelas de nêutrons com massas muito diferentes.

"Essas estrelas vão colidir e se fundir em cerca de 470 milhões de anos, que parece muito tempo, mas é apenas uma pequena fração da idade do Universo.

"Porque uma estrela de nêutrons é significativamente maior, sua influência gravitacional irá distorcer a forma de sua estrela companheira - removendo grandes quantidades de matéria antes de realmente se fundirem, e potencialmente atrapalhando tudo.

"Esta 'interrupção da maré' ejeta uma quantidade maior de material quente do que o esperado para sistemas binários de massa igual, resultando em uma emissão mais potente.

"Embora GW170817 possa ser explicado por outras teorias, podemos confirmar que um sistema pai de estrelas de nêutrons com massas significativamente diferentes, semelhante ao sistema PSR J1913 + 1102, é uma explicação muito plausível.

"Talvez mais importante, a descoberta destaca que existem muitos mais desses sistemas por aí - constituindo mais de um em cada dez binários de estrelas duplas de nêutrons em fusão. "

Co-autor Dr. Paulo Freire do Instituto Max Planck de Radioastronomia de Bonn, Alemanha, disse:"Tal interrupção permitiria aos astrofísicos obter novas pistas importantes sobre a matéria exótica que compõe o interior desses extremos, objetos densos.

"Este assunto ainda é um grande mistério - é tão denso que os cientistas ainda não sabem do que realmente é feito. Essas densidades estão muito além do que podemos reproduzir em laboratórios baseados na Terra."

O rompimento da estrela de nêutrons mais leve também aumentaria o brilho do material ejetado pela fusão. Isso significa que, junto com os detectores de ondas gravitacionais, como o LIGO, dos Estados Unidos, e o detector de Virgem, da Europa, os cientistas também poderão observá-los com telescópios convencionais.

Dr. Ferdman disse:"Incrivelmente, isso também pode permitir uma medição completamente independente da constante de Hubble - a taxa na qual o Universo está se expandindo. Os dois métodos principais para fazer isso estão atualmente em conflito, portanto, esta é uma maneira crucial de quebrar o impasse e entender com mais detalhes como o Universo evoluiu. "

"Razões de massa assimétricas para fusões de estrelas de nêutrons duplos brilhantes" é publicado no jornal Natureza em 8 de julho, 2020.