Os astrônomos podem ter descoberto o primeiro exemplo de um evento cósmico explosivo conhecido como “superkilonova” na forma de um sinal de onda gravitacional detectado em 18 de agosto de 2025.
Uma quilonova descreve uma explosão que ocorre quando dois explodem Estrelas de nêutrons – Restos estelares são deixados para trás quando são massivos Estrelas Morrer – façam barulho juntos, criando o único ambiente no universo violento o suficiente para criar elementos mais pesados que o ferro, como o ouro e a prata em sua caixa de joias.
Até agora, os astrónomos detectaram claramente uma quilonova com o Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferómetro Laser em 2017.LIGO) e descoberto pelo seu parceiro europeu, Virgo Onda gravitacional Sinal denominado GW170817. Este fenômeno foi observado na radiação eletromagnética por instrumentos “astronómicos tradicionais”, como telescópios espaciais e terrestres.
Portanto, os cientistas já ficaram entusiasmados quando o LIGO e o Virgo “ouviram” um sinal chamado AT2025ulz, que parecia ser uma segunda detecção. Fusão de estrelas de nêutrons. No entanto, a situação logo pareceu mais complicada. Depois que a detecção enviou um alerta para astrônomos de todo o mundo, a câmera do observatório Zwicky Transient Facility (ZTF), no Observatório Palomar, na Califórnia, foi a primeira a detectar o objeto vermelho de 1,3 bilhão. anos-luz distante. Está no mesmo lugar que a fonte das ondas gravitacionais.
“No início, durante cerca de três dias, a explosão foi semelhante à primeira quilonova de 2017”, disse Mansi Ghasliwal, professor de astronomia no Instituto de Tecnologia da Califórnia e principal autor do estudo. disse em um comunicado. “Todos tentavam desesperadamente observá-la e analisá-la, mas ela começou a parecer uma supernova e alguns astrônomos perderam o interesse. Nós não.”
Kasliwal e colegas começaram a perceber que o evento era uma quilonova resultante de uma explosão de supernova que obscureceu a visão dos astrónomos. Isto tornaria o AT2025ulz o resultado de uma superquilonova, um tipo de evento cósmico poderoso há muito hipotetizado, mas nunca detectado.
Um sinal muito estranho
Após a detecção de ondas gravitacionais deste evento, investigações adicionais realizadas por vários telescópios, incluindo o Observatório WM Keck no Havaí e o Telescópio Fraunhofer na Alemanha, mostraram que a explosão de luz associada ao AT2025ulz desapareceu rapidamente, deixando um brilho nos comprimentos de onda vermelhos da luz.
O mesmo padrão se aplica aos sinais eletromagnéticos GW170817 Seguido em 2017. Esta luz vermelha é o resultado de elementos pesados, como o ouro, que envolve a quilonova, que bloqueia a luz azul de comprimento de onda curto, mas permite a entrada de luz vermelha de comprimento de onda longo. Até agora, Kilonova.
No entanto, alguns dias após a explosão, o AT2025ulz começou a brilhar mais e mais azul, com evidências de emissões de hidrogênio. Estas são características de supernovas, não de quilonovas. O problema é que, embora as supernovas produzam ondas gravitacionais, ao contrário de uma quilonova, uma supernova a 1,3 mil milhões de anos-luz de distância não pode produzir ondas gravitacionais suficientemente fortes para serem detectadas pelo LIGO.
Embora muitos astrónomos estivessem prontos para concluir que AT2025ulz era uma supernova comum (se é que existia uma estrela explosiva comum!), Kasliwall e a equipa notaram pistas que indicavam que se tratava de um evento muito especial. Especificamente, o sinal da onda gravitacional indica que uma das estrelas de nêutrons envolvidas na fusão é menos massiva. o sol. Estrelas de nêutrons têm tipicamente 1,2 a duas vezes mais massa A massa do sol. Isto levou a equipa a acreditar que uma ou duas pequenas estrelas de neutrões podem ter-se fundido para formar uma quilonova.
Nem todas as estrelas de nêutrons são criadas iguais
Quando estrelas com cerca de 10 vezes a massa do Sol esgotam o seu combustível para a fusão nuclear, os seus núcleos colapsam sob a sua própria gravidade, enviando ondas de choque que desencadeiam uma explosão de supernova e destroem as camadas exteriores da estrela.
O resultado é um núcleo estelar com uma massa de 1,2 a 2 vezes a massa do Sol, comprimido num diâmetro de cerca de 20 quilómetros, o material mais denso do Universo conhecido. No entanto, os cientistas teorizaram duas maneiras de criar algumas estrelas de nêutrons menores que 1,2 massas solares.
O primeiro cenário de formação de estrelas de nêutrons submassivas ocorre quando uma estrela em rotação rápida sofre uma explosão de supernova, que pode se dividir em duas estrelas de nêutrons de massa subsolar, um processo conhecido como fissão. No segundo cenário, uma estrela em rotação rápida sofre uma explosão de supernova, mas a estrela de nêutrons resultante é cercada por um disco de material, que então forma outra estrela de nêutrons. Como os planetas se formam? Em torno das estrelas bebés.
Em ambos os casos, estas estrelas de neutrões emitem ondas gravitacionais à medida que giram umas em torno das outras, afastando o momento angular do sistema. Isso faz com que as estrelas de nêutrons girem juntas, colidam e se fundam, ejetando elementos mais pesados. Isso causa o brilho vermelho observado pelos telescópios que perseguem o AT2025ulz. No entanto, a visão da quilonova acabou sendo obscurecida pela camada de detritos em expansão ejetada pela supernova durante a formação de estrelas binárias de nêutrons.
No mesmo relatório, o membro da equipe Brian Metzger, da Universidade de Columbia, disse: “A única maneira pela qual os teóricos chegaram ao nascimento de estrelas de nêutrons subsolares foi durante o colapso de uma estrela de rotação muito rápida”.
Infelizmente, atualmente não existem dados suficientes para confirmar que se trata de uma superquilonova. A única maneira de fazer isso é reunir mais informações.
“Os eventos futuros de quilonovas podem não se parecer com GW170817 e serem confundidos com supernovas”, disse Kasliwal. “Podemos procurar novas possibilidades em dados como este da ZTF Observatório Vera RubinE projetos futuros como NASA Telescópio Espacial Nancy RomanoUVEX da NASA, Deep Synoptic Array-2000 da Caltech e Crioscópio da Caltech na Antártida. Não sabíamos que tínhamos descoberto uma superquilonova, mas mesmo assim o evento é revelador.”
O Estudo em grupo Publicado em 15 de dezembro no The Astrophysical Journal Letters.
