p Em 16 de outubro, 2017, um grupo internacional de astrônomos e físicos relatou com entusiasmo a primeira detecção simultânea de luz e ondas gravitacionais da mesma fonte - uma fusão de duas estrelas de nêutrons. Agora, uma equipe que inclui vários astrônomos da Universidade de Maryland identificou um parente direto desse evento histórico. p O objeto recém-descrito, denominado GRB150101B, foi relatado como uma explosão de raios gama localizada pelo Observatório Neil Gehrels Swift da NASA em 2015. Observações de acompanhamento pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA, o Hubble Space Telescope (HST) e o Discovery Channel Telescope (DCT) sugerem que GRB150101B compartilha semelhanças notáveis ​​com a fusão de estrelas de nêutrons, denominado GW170817, descoberto pelo Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) e observado por vários telescópios coletores de luz em 2017.

p Um novo estudo sugere que esses dois objetos separados podem, na verdade, estar diretamente relacionado. Os resultados foram publicados em 16 de outubro, 2018 no jornal Nature Communications .

p "É um grande passo ir de um objeto detectado para dois, "disse a autora principal do estudo, Eleonora Troja, um cientista de pesquisa associado no Departamento de Astronomia da UMD com uma nomeação conjunta no Goddard Space Flight Center da NASA. "Nossa descoberta nos diz que eventos como GW170817 e GRB150101B podem representar uma nova classe de objetos em erupção que ligam e desligam - e podem ser relativamente comuns."

p Troja e seus colegas suspeitam que GRB150101B e GW170817 foram produzidos pelo mesmo tipo de evento:uma fusão de duas estrelas de nêutrons. Cada uma dessas coalescências catastróficas gerou um jato estreito, ou feixe, de partículas de alta energia. Cada um dos jatos produziu um curto, explosão intensa de raios gama (GRB) - um flash poderoso que dura apenas alguns segundos. GW170817 também criou ondulações no espaço-tempo chamadas ondas gravitacionais, sugerindo que esta pode ser uma característica comum das fusões de estrelas de nêutrons.

p A correspondência aparente entre GRB150101B e GW170817 é impressionante:ambos produziram uma explosão de raios gama invulgarmente fraca e de curta duração e ambos foram uma fonte de luz, luz óptica azul e emissão de raios-X de longa duração. As galáxias hospedeiras também são notavelmente semelhantes, com base em observações HST e DCT. Ambas são galáxias elípticas brilhantes com uma população de estrelas com alguns bilhões de anos que não apresentam evidências de formação de novas estrelas.

p "Temos um caso de sósias cósmicas, "disse o co-autor do estudo Geoffrey Ryan, um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Astronomia da UMD e um membro do Joint Space-Science Institute. "Eles têm a mesma aparência, agem da mesma forma e vêm de bairros semelhantes, portanto, a explicação mais simples é que eles são da mesma família de objetos. "

p Nos casos de GRB150101B e GW170817, a explosão provavelmente foi vista "fora do eixo, " isso é, com o jato não apontando diretamente para a Terra. Até aqui, esses eventos são os únicos dois GRBs curtos fora do eixo que os astrônomos identificaram.

p A emissão óptica de GRB150101B está em grande parte na parte azul do espectro, fornecendo uma pista importante de que este evento é outro kilonova, como visto em GW170817. Uma kilonova é um flash luminoso de luz radioativa que produz grandes quantidades de elementos importantes como a prata, ouro, platina e urânio.

p Embora haja muitos pontos em comum entre GRB150101B e GW170817, existem duas diferenças muito importantes. Uma é a localização:GW170817 é relativamente perto, a cerca de 130 milhões de anos-luz da Terra, enquanto GRB150101B fica a cerca de 1,7 bilhão de anos-luz de distância.

p A segunda diferença importante é que, ao contrário de GW170817, dados de ondas gravitacionais não existem para GRB150101B. Sem esta informação, a equipe não pode calcular as massas dos dois objetos que se fundiram. É possível que o evento tenha resultado da fusão de um buraco negro e uma estrela de nêutrons, em vez de duas estrelas de nêutrons.

p "Certamente é apenas uma questão de tempo até que outro evento como GW170817 forneça dados de ondas gravitacionais e imagens eletromagnéticas. Se a próxima observação revelar uma fusão entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro, isso seria verdadeiramente inovador, "disse o co-autor do estudo Alexander Kutyrev, um cientista de pesquisa associado no Departamento de Astronomia da UMD com uma nomeação conjunta no Goddard Space Flight Center da NASA. "Nossas últimas observações nos dão uma esperança renovada de que veremos tal evento em breve."

p É possível que algumas fusões como as vistas em GW170817 e GRB150101B tenham sido detectadas anteriormente, mas não foram devidamente identificados usando observações complementares em diferentes comprimentos de onda de luz, de acordo com os pesquisadores. Sem tais detecções - em particular, em comprimentos de onda mais longos, como raios X ou luz óptica, é muito difícil determinar a localização precisa dos eventos que produzem rajadas de raios gama.

p No caso de GRB150101B, os astrônomos pensaram primeiro que o evento poderia coincidir com uma fonte de raios-X detectada por Swift no centro da galáxia. A explicação mais provável para tal fonte seria um buraco negro supermassivo devorando gás e poeira. Contudo, observações de acompanhamento com Chandra colocaram o evento mais longe do centro da galáxia hospedeira.

p De acordo com os pesquisadores, mesmo que o LIGO estivesse operacional no início de 2015, muito provavelmente não teria detectado ondas gravitacionais de GRB150101B por causa da maior distância do evento da Terra. Tudo o mesmo, cada novo evento observado com o LIGO e com vários telescópios coletores de luz adicionará novas peças importantes ao quebra-cabeça.

p "Cada nova observação nos ajuda a aprender melhor como identificar quilonovas com impressões digitais espectrais:a prata cria uma cor azul, enquanto ouro e platina adicionam um tom de vermelho, por exemplo, "Troja acrescentou." Fomos capazes de identificar esta kilonova sem dados de ondas gravitacionais, então talvez no futuro, poderemos até fazer isso sem observar diretamente uma explosão de raios gama. "

p O artigo de pesquisa, "Uma kilonova azul luminosa e um jato fora do eixo de uma fusão binária compacta em z =0,1341, "Eleonora Troja, Geoffrey Ryan, Luigi Piro, Hendrik van Eerten, S. Bradley Cenko, Yongmin Yoon, Seong-Kook Lee, Myungshin Im, Takanori Sakamoto, Pradip Gatkine, Alexander Kutyrev e Sylvain Veilleux, foi publicado no jornal Nature Communications em 16 de outubro, 2018.