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Astrônomos procuram ondas gravitacionais em supernova de 1987

A supernova 1987A deixou para trás uma estrela de nêutrons que gera ondas gravitacionais. Os cientistas tentam encontra-las, mas o desafio não tem sido fácil

14 nov 2023 - 13h01
(atualizado às 16h46)
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Um estudo publicado recentemente descreve uma tentativa de encontrar as ondas gravitacionais emitidas pela supernova SN 1987A, que explodiu na Grande Nuvem de Magalhães. Embora não tenha sido bem-sucedida, a pesquisa impôs novas restrições nas frequências que as próximas buscas devem focar.

Foto: ESO/L. Calçada / Canaltech

A SN 1987A, localizada a 168.000 anos-luz da Terra, foi a última a explodir tão próximo da Terra e permitiu estudos com riqueza de detalhes nunca antes possíveis. O evento foi tão importante que, graças a ele, os astrônomos descobriram que uma estrela supergigante azul (no caso a Sanduleak −69 202) poderiam sofrer um colapso de núcleo.

Seu remanescente é uma estrela de nêutrons no centro de uma nebulosa em expansão. Isso ocorre porque, além da estrela progenitora possuir um núcleo estelar denso, todos os prótons e elétrons da explosão se fundiram para se juntar ao objeto massivo. Esse "caroço" de estrela é o alvo do novo estudo.

Estrelas de nêutrons não são esferas perfeitas, embora cheguem bem perto disso. Elas possuem elevações de menos de um milímetro de altura em sua superfície — suficiente para, teoricamente, causar perturbações no espaço à medida que giram em velocidade extremas. Tais perturbações podem se manifestar na forma de ondas gravitacionais.

As ondas gravitacionais só foram detectadas pela primeira vez em 2015, mas já eram teorizadas desde a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein. Por isso, em 1988, foi proposto que a supernova SN 1987A poderia ter formado esse fenômeno, que é como ondas que se espalham em um lado.

Supernova SN 1987A, em imagem recente feita pelo telescópio James Webb (Imagem: Reprodução/NASA, ESA, CSA, M. Matsuura,R. Arendt,C. Fransson, J. Larsson, A. Pagan)
Supernova SN 1987A, em imagem recente feita pelo telescópio James Webb (Imagem: Reprodução/NASA, ESA, CSA, M. Matsuura,R. Arendt,C. Fransson, J. Larsson, A. Pagan)
Foto: Canaltech

Uma tentativa de encontrar as ondulações gravitacionais com os detectores LIGO e Virgo já foi realizada, em 2022. Na ocasião, os cientistas buscaram ondas em frequências de 75 a 275 Hz. No estudo recém-publicado, os autores também tiveram suas expectativas frustradas ao usar frequências de 35 a 1050 Hz.

Encontrar as ondas gravitacionais dessa estrela de nêutrons daria aos astrônomos dados valiosos não apenas sobre a supernova em sim, como também da estrela progenitora. Isso, inclulsive, poderia confirmar (ou descartar) a hipótese de que essa supergigante azul se formou pela fusão de duas estrelas menores.

Por fim, as ondas gravitacionais seriam uma oportunidade única de investigar os detalhes do colapso de núcleo de uma supergigante azul, evento raro e importante para os modelos de evolução estelar.

O resultado negativo não é exatamente ruim — fazem parte da ciência e levam a pesquisa a novos rumos, explorando outras possibilidades. Nesse caso, o "fracasso" fará com que os astrônomos busquem em outras frequências nos dados já coletados pelo LIGO, outra observação com o Virgo e, provavelmente, pelo próximo detector de ondas gravitacionais: o Comsic Explorer.

A pesquisa pode ser encontrada no arXiv e ainda aguarda revisão de pares.

Fonte: arXiv.org; via: Universe Today

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