fevereiro 5, 2023

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Essas estrelas de nêutrons massivas existem por menos do que um piscar de olhos: ScienceAlert

Não se pode fazer muito em algumas centenas de milésimos de segundo. No entanto, para estrelas de nêutrons vistas nos flashes de duas explosões de raios gama, é tempo mais do que suficiente para nos ensinar uma ou duas coisas sobre vida, morte e nascimento. buracos negros.

Examinando arquivos de flashes de alta energia no céu noturno, os astrônomos descobriram recentemente padrões nas oscilações de luz deixadas por dois grupos diferentes de estrelas em colisão, marcando uma pausa em sua jornada de um objeto superdenso para um buraco infinito de escuridão. .

Essa pausa – algo entre 10 e 300 milissegundos – é tecnicamente equivalente a duas grandes estrelas de nêutrons recém-formadas, que os pesquisadores acreditam estar girando rápido o suficiente para interromper brevemente seus inevitáveis ​​destinos como buracos negros.

“Sabemos que GRBs curtos se formam quando estrelas de nêutrons em órbita colidem, e sabemos que eles eventualmente colapsam em Buraco negroNo entanto, a sequência exata de eventos não é bem compreendida. Diz Cole Miller, astrônomo da Universidade de Maryland, College Park (UMCP), nos Estados Unidos.

“Encontramos esses padrões de raios gama em duas explosões que Compton observou no início dos anos 1990”.

Por quase 30 anos, tem sido Observatório de raios gama Compton Ele circulou a Terra e coletou luminosidades de raios-X e raios-gama derramadas de eventos cataclísmicos distantes. Este arquivo contém fótons de alta energia Uma coleção de dados sobre coisas como Estrelas de nêutrons colidem, liberando poderosos pulsos de radiação conhecidos como rajadas de raios gama.

As estrelas de nêutrons são os verdadeiros monstros do universo. Ele acumula o dobro da massa do nosso Sol em uma área do espaço aproximadamente do tamanho de uma pequena cidade. Não só isso ele faz coisas estranhas importamAo forçar os elétrons a formar prótons para transformá-los em uma densa poeira de nêutrons, ele pode gerar campos magnéticos diferentes de qualquer outra coisa no universo.

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Girando em alta rotação, esses campos podem acelerar partículas a velocidades ridiculamente altas, formando uma polaridade Jatos que parecem “pulsar” Como faróis supercarregados.

As estrelas de nêutrons se formam quando estrelas mais comuns (cerca de 8 a 30 vezes a massa do nosso Sol) queimam seu último combustível, deixando um núcleo de cerca de 1,1 a 2,3 massas solares, muito frio para resistir à pressão de sua gravidade.

Adicione um pouco mais de massa – como duas estrelas de nêutrons amontoadas – e nem mesmo a vibração fraca de seus campos quânticos pode resistir ao impulso da gravidade para esmagar a física viva da estrela morta. De uma massa densa de partículas obtemos, bem, qualquer horror indescritível que seja o coração de um buraco negro.

A teoria básica de operação é muito clara, Definir limites gerais Sobre o quão pesado um Estrêla de Neutróns Pode ser antes que desmorone. Para bolas não rotativas de matéria fria, esse limite superior é de pouco menos de três massas solares, mas também aponta para complicações que podem tornar a jornada da estrela de nêutrons para o buraco negro menos direta.

Por exemplo, no início do ano passado Físicos anunciam a detecção de uma explosão de raios gama chamada GRB 180618A, descoberta em 2018. Após a explosão, eles detectam a assinatura de uma estrela de nêutrons magneticamente carregada chamada de magnéticoum com massa próxima à das duas estrelas em colisão.

Apenas um dia depois, esta estrela de nêutrons pesada não existe mais, sem dúvida sucumbindo à sua massa extraordinária e se transformando em algo que nem mesmo a luz pode escapar.

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Como conseguiu resistir à gravidade por tanto tempo é um mistério, embora seus campos magnéticos possam ter desempenhado um papel.

Essas duas novas descobertas também podem fornecer algumas pistas.

Um termo mais preciso para o padrão observado nas explosões de raios gama registradas por Compton no início dos anos 1990 é um Oscilação quase periódica. A mistura de frequências que sobem e descem no sinal pode ser decodificada para descrever os momentos finais de objetos massivos conforme eles orbitam um ao outro e depois colidem.

Pelo que os pesquisadores podem dizer, cada uma das colisões produziu um objeto cerca de 20% maior do que O atual recordista dos pesos pesados Estrela de nêutrons – uma pulsar Calculado para ser 2,14 vezes a massa do nosso sol. Também tinha o dobro do diâmetro de uma estrela de nêutrons típica.

Curiosamente, os objetos estavam girando a uma taxa extraordinária de aproximadamente 78.000 vezes por minuto, muito mais rápido do que a velocidade de Um pulsar com o registro J1748-2446adque executa apenas 707 ciclos por segundo.

Os poucos ciclos que cada estrela de nêutrons conseguiu em sua curta vida de fração de segundo podem ter sido alimentados por momento angular suficiente para suportar sua própria implosão gravitacional.

Como isso pode ser aplicado a outras fusões de estrelas de nêutrons, que confundem ainda mais os limites do colapso estelar e da geração de buracos negros, é uma questão para pesquisas futuras.

Esta pesquisa foi publicada em natureza.