p Em 17 de agosto, 2017, ondulações fracas no tecido do espaço-tempo, conhecidas como ondas gravitacionais, inundaram a Terra. Ao contrário das ondas gravitacionais detectadas anteriormente, estes foram acompanhados por luz, permitindo que os astrônomos identifiquem a fonte. O telescópio espacial Hubble da NASA voltou seu olhar poderoso para o novo farol, obtenção de imagens e espectros. Os dados resultantes ajudarão a revelar detalhes da colisão titânica que criou as ondas gravitacionais, e suas consequências. p O Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) detectou ondas gravitacionais às 8:41 am EDT em 17 de agosto. Dois segundos depois, O Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA mediu um pulso curto de raios gama conhecido como explosão de raios gama. Muitos observatórios, incluindo telescópios espaciais, investigou a localização suspeita da fonte, e em cerca de 12 horas vários avistaram sua presa.

p Em uma galáxia distante chamada NGC 4993, cerca de 130 milhões de anos-luz da Terra, um ponto de luz brilhou onde nada havia antes. Era cerca de mil vezes mais brilhante do que uma variedade de chama estelar chamada nova, colocá-lo em uma classe de objetos que os astrônomos chamam de "kilonovae". Ele também desapareceu visivelmente ao longo de seis dias de observações do Hubble.

p "Esta parece ser a trifeta que a comunidade astronômica estava esperando:ondas gravitacionais, uma explosão de raios gama e uma kilonova acontecendo juntos, "disse Ori Fox, do Space Telescope Science Institute em Baltimore.

p A fonte de todos os três foi a colisão de duas estrelas de nêutrons, os restos antigos de um sistema estelar binário. Uma estrela de nêutrons se forma quando o núcleo de uma estrela massiva moribunda entra em colapso, um processo tão violento que esmaga prótons e elétrons para formar partículas subatômicas chamadas nêutrons. O resultado é como um núcleo atômico gigante, amontoando vários Suns de material em uma bola com apenas alguns quilômetros de diâmetro.

p Em NGC 4993, duas estrelas de nêutrons giraram em torno uma da outra a uma velocidade ofuscante. À medida que eles se aproximavam, eles giraram ainda mais rápido, girando tão rápido quanto um liquidificador perto do fim. As poderosas forças das marés arrancaram grandes pedaços enquanto o restante colidiu e se fundiu, formando uma estrela de nêutrons maior ou talvez um buraco negro. Sobras vomitadas no espaço. Livre da pressão de esmagamento, nêutrons voltaram a ser prótons e elétrons, formando uma variedade de elementos químicos mais pesados ​​que o ferro.

p "Achamos que as colisões de estrelas de nêutrons são uma fonte de todos os tipos de elementos pesados, do ouro em nossas joias ao plutônio que alimenta a espaçonave, usinas de energia e bombas, "disse Andy Fruchter, do Space Telescope Science Institute.

p Várias equipes de cientistas estão usando o conjunto de câmeras e espectrógrafos do Hubble para estudar a fonte das ondas gravitacionais. Fruchter, Fox e seus colegas usaram o Hubble para obter um espectro do objeto na luz infravermelha. Ao dividir a luz da fonte em um espectro de arco-íris, os astrônomos podem sondar os elementos químicos que estão presentes. O espectro mostrou vários solavancos e oscilações que sinalizam a formação de alguns dos elementos mais pesados ​​da natureza.

p "O espectro parecia exatamente como os físicos teóricos previram o resultado da fusão de duas estrelas de nêutrons. Ele ligou este objeto à fonte de onda gravitacional além de qualquer dúvida razoável, "disse Andrew Levan, da Universidade de Warwick em Coventry, Inglaterra, que liderou uma das propostas para observações espectrais de Hubble. Observações espectrais adicionais foram conduzidas por NialTanvir da Universidade de Leicester, Inglaterra.

p As linhas espectrais podem ser usadas como impressões digitais para identificar elementos individuais. Contudo, esse espectro é um desafio de interpretação.

p "Além do fato de que duas estrelas de nêutrons lançaram muita matéria no espaço, ainda não temos certeza do que mais o espectro está nos dizendo, "explicou Fruchter." Porque o material está se movendo tão rápido, as linhas espectrais são borradas. Também, existem todos os tipos de isótopos incomuns, muitos dos quais têm vida curta e sofrem decomposição radioativa. A boa notícia é que é um espectro requintado, portanto, temos muitos dados para trabalhar e analisar. "

p O Hubble também captou a luz visível do evento que gradualmente desapareceu ao longo de vários dias. Os astrônomos acreditam que essa luz veio de um poderoso "vento" de material que se dirige para fora. Essas observações sugerem que os astrônomos viram a colisão acima do plano orbital das estrelas de nêutrons. Se visto de lado (ao longo do plano orbital), matéria ejetada durante a fusão teria obscurecido a luz visível e apenas a luz infravermelha seria visível.

p "O que vemos de uma kilonova pode depender do nosso ângulo de visão. O mesmo tipo de evento pode parecer diferente, dependendo de estarmos olhando para ele de frente ou de lado, o que foi uma surpresa total para nós, "disse Eleonora Troja, da Universidade de Maryland, College Park, e Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. Troja também é o principal investigador de uma equipe que usa as observações do Hubble para estudar o objeto.

p A fonte da onda gravitacional agora está muito perto do Sol no céu para o Hubble e outros observatórios estudarem. Ele voltará a ser visto em novembro. Até então, os astrônomos trabalharão diligentemente para aprender tudo o que puderem sobre este evento único.

p O lançamento do Telescópio Espacial James Webb da NASA também oferecerá uma oportunidade de examinar a luz infravermelha da fonte, deve esse brilho permanecer detectável nos próximos meses e anos.