Colisão de estrelas de nêutrons gera explosão esférica quase perfeita

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Uma equipe de astrofísicos descobriu que, quando estrelas de nêutrons colidem, elas podem produzir explosões com formato próximo do de uma esfera perfeita. O resultado vem de um estudo liderado por Albert Sneppen, da Universidade de Copenhague, na qual ele e o coautor Darach Watson investigaram uma quilonova observada em 2017.

Quem descobriu as supernovas?
Quilonova de fusão de estrelas de nêutrons produziu elementos raros

As quilonovas são explosões gigantes causadas pela colisão de estrelas de nêutrons, estrelas extremamente compactas e massivas. Uma destas explosões foi detectada em 2017, a 140 milhões de anos-luz de nós, e ofereceu uma ótima oportunidade para cientistas estudarem estes fenômenos.

Os autores trabalharam com uma quilonova ocorrida a 140 milhões de anos-luz de nós (Imagem: Reprodução/Robin Dienel/Carnegie Institution for Science)

Ao investigar a quilonova, os autores tiveram uma surpresa: os modelos apontavam que a nuvem formada pela explosão deveria ter formato achatado e assimétrico, mas não foi isso que eles observaram. Na verdade, a quilonova era completamente simétrica, com formato próximo ao de uma esfera perfeita.

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“Não faz sentido que seja esférica, como uma bola, mas nossos cálculos mostram claramente que é”, observou Watson. “Isso provavelmente significa que as teorias e simulações de quilonovas, que estamos considerando nos últimos 25 anos, têm falta de conceitos físicos importantes”, disse.

Para Sneppen, o formato pode ser resultado do próprio processo da quilonova. “O jeito mais provável de tornar a explosão esférica é se uma grande quantidade de energia for expelida do centro da explosão, suavizando uma forma que, de outro jeito, seria assimétrica”, sugeriu ele. Portanto, o formato sugere que houve inesperadamente grande quantidade de energia no núcleo da explosão.

Outra possibilidade envolve a colisão das estrelas de nêutrons, que podem ter formado brevemente uma estrela hipermassiva e que, depois, daria origem a um buraco negro. “Talvez uma ‘bomba magnética’ seja criada no momento em que a energia do enorme campo magnético da estrela de nêutrons hipermassiva é liberada, quando ela colapsa em um buraco negro”, disse Watson.

A quilonova produziu uma explosão simétrica, com formato esférico quase perfeito (Imagem: Reprodução/Albert Sneppen)

Neste cenário, a liberação da energia magnética poderia fazer com que a matéria da explosão fosse distribuída de forma mais esférica. Contudo, esta teoria não explica a distribuição homogênea de elementos leves, sendo que o esperado era a presença de elementos pesados em diferentes lugares da quilonova.

Entender melhor o formato destas explosões tem implicações também para a compreensão da expansão do universo. Watson observa que, se as quilonovas forem brilhantes e esféricas e os astrofísicos souberem a distância delas, estas explosões podem ser usadas como “réguas cósmicas”, capazes de ajudar nas medidas da velocidade da expansão. “Uma explosão esférica oferece muito mais precisão na medida”, finalizou. Contudo, para usá-las desta forma, mais dados são necessários.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Nature.

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