Uma equipe internacional liderada pela Northwestern University está se aproximando de compreender o objeto misteriosamente brilhante que explodiu no céu do norte neste verão.

Em 17 de junho, os telescópios gêmeos da pesquisa ATLAS no Havaí encontraram uma anomalia espetacularmente brilhante a 200 milhões de anos-luz de distância na constelação de Hércules. Apelidado de AT2018cow ou "The Cow, "o objeto se inflamou rapidamente, então desapareceu quase tão rapidamente.

Depois de combinar várias fontes de imagem, incluindo raios-X e ondas de rádio duras, a equipe multi-institucional agora especula que os telescópios capturaram o momento exato em que uma estrela colapsou para formar um objeto compacto, como um buraco negro ou estrela de nêutrons. Os escombros estelares, aproximando-se e girando em torno do horizonte de eventos do objeto, causou o brilho incrivelmente brilhante.

Este evento raro ajudará os astrônomos a entender melhor a física em jogo nos primeiros momentos da criação de um buraco negro ou estrela de nêutrons. "Achamos que 'A Vaca' é a formação de um buraco negro ou estrela de nêutrons em acreção, "disse Raffaella Margutti da Northwestern, quem liderou a pesquisa. "Sabemos pela teoria que buracos negros e estrelas de nêutrons se formam quando uma estrela morre, mas nunca os vimos logo depois que nasceram. Nunca."

Margutti apresentará suas descobertas no 233º encontro da American Astronomical Society em 10 de janeiro em Seattle. A pesquisa será então publicada no Astrophysical Journal .

Margutti é professora assistente de física e astronomia no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern e membro do CIERA (Centro para Exploração e Pesquisa Interdisciplinar em Astrofísica), um centro de pesquisa dotado em Northwestern focado no avanço dos estudos de astrofísica com ênfase em conexões interdisciplinares.

A curiosa vaca

Depois de ser visto pela primeira vez, A vaca despertou interesse internacional imediato e deixou os astrônomos coçando a cabeça. "Nós pensamos que deveria ser uma supernova, "Margutti disse." Mas o que observamos desafiou nossas noções atuais de morte estelar. "

Para um, a anomalia era anormalmente brilhante - 10 a 100 vezes mais brilhante do que uma supernova típica. Ele também se inflamou e desapareceu muito mais rápido do que outras explosões de estrelas conhecidas, com partículas voando a 30, 000 quilômetros por segundo (ou 10 por cento da velocidade da luz). Em apenas 16 dias, o objeto já havia emitido a maior parte de sua energia. Em um universo onde alguns fenômenos duram milhões e bilhões de anos, duas semanas equivalem a um piscar de olhos.

"Soubemos imediatamente que essa fonte passou de inativa para o pico de luminosidade em apenas alguns dias, "Margutti disse." Isso foi o suficiente para deixar todos animados porque era tão incomum e, por padrões astronômicos, era muito perto. "

Usando o acesso da Northwestern às instalações de observação no W.M. Observatório Keck no Havaí e o Observatório MMT no Arizona, bem como acesso remoto ao telescópio SoAR no Chile, Margutti examinou mais de perto a composição do objeto. Margutti e sua equipe examinaram a composição química do The Cow, encontrar evidências claras de hidrogênio e hélio, que excluiu modelos de fusão de objetos compactos - como aqueles que produzem ondas gravitacionais.

Estratégia abrangente

Os astrônomos têm tradicionalmente estudado mortes estelares no comprimento de onda óptico, que usa telescópios para capturar a luz visível. Equipe de Margutti, por outro lado, usa uma abordagem mais abrangente. Sua equipe viu o objeto com raios-X, raios-X duros (que são 10 vezes mais poderosos do que os raios-X normais), ondas de rádio e raios gama. Isso permitiu que eles continuassem a estudar a anomalia muito depois de seu brilho visível inicial ter desaparecido.

Depois que ATLAS localizou o objeto, A equipe de Margutti obteve rapidamente observações de acompanhamento de The Cow com o Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) e os laboratórios de raios-X INTEGRAL hard, raios X suaves em XMM-Newton e antenas de rádio no Very Large Array em direção a The Cow.

Margutti atribui a nudez relativa de The Cow a potencialmente desvendar esse mistério intergaláctico. Embora as estrelas possam colapsar em buracos negros o tempo todo, a grande quantidade de material ao redor dos buracos negros recém-nascidos bloqueia a visão dos astrônomos. Felizmente, cerca de 10 vezes menos material ejetado girou em torno da vaca em comparação com uma explosão estelar típica. A falta de material permitiu aos astrônomos olhar direto para o "motor central do objeto, "que se revelou como um provável buraco negro ou estrela de nêutrons.

"Uma 'lâmpada' estava colocada bem no fundo do material ejetado da explosão, "Margutti disse." Teria sido difícil ver isso em uma explosão estelar normal. Mas The Cow tinha muito pouca massa de material ejetado, o que nos permitiu ver a radiação do motor central diretamente. "

Vizinho galáctico

A equipe de Margutti também se beneficiou da relativa proximidade da estrela com a Terra. Mesmo que estivesse aninhado na distante galáxia anã chamada CGCG 137-068, os astrônomos consideram que isso está "logo ali na esquina".

"Duzentos milhões de anos-luz estão próximos para nós, a propósito, "Margutti disse." Este é o objeto transiente mais próximo deste tipo que já encontramos. "

A equipe de Margutti na Northwestern inclui a estudante de graduação Aprajita Hajela, bolsistas de pós-doutorado Giacomo Terreran, Deanne Coppejans e Kate Alexander (que é integrante do Hubble), e o estudante de graduação do primeiro ano Daniel Brethauer.

"Ter a oportunidade de contribuir com algo tão inovador e internacional como entender o AT2018cow como estudante de graduação é uma experiência surreal, "Brethauer disse." Ter ajudado os especialistas mundiais a descobrir o que é a vaca AT2018, mesmo na menor forma, foi além das minhas expectativas mais loucas no início do verão e algo que vou lembrar pelo resto da minha vida. "