Um pesquisador da Universidade de Arkansas faz parte de uma equipe de astrônomos que identificou uma explosão de emissão de raios-X de uma galáxia a aproximadamente 6,5 bilhões de anos-luz de distância, o que é consistente com a fusão de duas estrelas de nêutrons para formar um magnetar - uma grande estrela de nêutrons com um campo magnético extremamente poderoso. Com base nesta observação, os pesquisadores foram capazes de calcular que fusões como essa acontecem cerca de 20 vezes por ano em cada região de um bilhão de anos-luz ao cubo.

A equipe de pesquisa, que inclui Bret Lehmer, professor assistente de física da Universidade de Arkansas, analisou dados do Observatório de raios-X Chandra, O principal telescópio de raios-X da NASA.

A pesquisa Chandra Deep Field-South inclui mais de 100 observações de raios-X de uma única área do céu durante um período de mais de 16 anos para coletar informações sobre galáxias em todo o universo. Lehmer, que trabalhou com o observatório por 15 anos, colaborou com colegas na China, Chile e Holanda, e na Pennsylvania State University e na University of Nevada. O estudo foi publicado em Natureza .

Uma estrela de nêutrons é pequena, estrela muito densa, com média de cerca de 12 milhas de diâmetro. Estrelas de nêutrons são formadas pelo colapso de uma estrela com massa suficiente para produzir uma supernova, mas não grande o suficiente para se tornar um buraco negro. Quando duas estrelas de nêutrons se fundem para se tornar um magnetar, o campo magnético resultante é 10 trilhões de vezes mais forte do que um ímã de cozinha.

"As estrelas de nêutrons são misteriosas porque a matéria nelas é extremamente densa e diferente de qualquer coisa reproduzível em laboratório, Lehmer explicou. “Ainda não temos uma boa compreensão do estado físico da matéria nas estrelas de nêutrons. As fusões envolvendo estrelas de nêutrons produzem muitos dados exclusivos que nos dão pistas sobre a natureza das próprias estrelas de nêutrons e o que acontece quando elas colidem. "

Uma descoberta anterior da fusão de duas estrelas de nêutrons, que usava ondas gravitacionais e raios gama para fazer a observação, deu aos astrônomos uma nova visão sobre esses objetos. A equipe de pesquisa usou essa nova informação para procurar padrões nos dados de raios-X do Observatório Chandra que fossem consistentes com o que eles aprenderam sobre a fusão de estrelas de nêutrons.

Os pesquisadores descobriram uma explosão de raios-X nos dados da pesquisa Chandra Deep Field-South. Depois de descartar outras fontes possíveis de raios-X, eles determinaram que os sinais vinham do processo de duas estrelas de nêutrons formando um magnetar.

"Uma evidência importante é como o sinal mudou ao longo do tempo, "disse Lehmer." Teve uma fase brilhante que se estabilizou e depois caiu de uma forma muito específica. Isso é exatamente o que você esperaria de um magnetar que está perdendo rapidamente seu campo magnético por meio da radiação. "

Cálculos semelhantes sobre a taxa de fusões de estrelas de nêutrons foram feitos com base nas fusões detectadas por ondas gravitacionais e raios gama, fortalecendo o caso de usar dados de raios-X para encontrar tais eventos de fusão exóticos no universo.