Chandra investiga um mistério de raios-X da épica kilonova
Pela primeira vez, os astrônomos estão estudando as consequências de uma kilonova – uma explosão épica de energia que ocorre quando duas estrelas de nêutrons colidem e se fundem. A NASA usou o Observatório de Raios-X Chandra para observar o kilonova GW170817, e as observações levantaram algumas questões inesperadas.
As estrelas de nêutrons são alguns dos objetos mais densos do universo e, quando colidem, é com tanta força que criam ondulações no espaço-tempo, chamadas ondas gravitacionais. Essas ondas gravitacionais foram detectadas pela primeira vez em 2017, em um sinal chamado GW170817. Mesmo quatro anos depois, os astrônomos conseguiram ver os efeitos posteriores desse evento no comprimento de onda dos raios X. “Entramos em território desconhecido aqui ao estudar as consequências de uma fusão de estrelas de nêutrons”, disse Aprajita Hajela, principal autor da nova pesquisa, em um comunicado .
No entanto, havia algo estranho nas leituras de raios-X deste evento. Quando a fusão foi detectada pela primeira vez, Chandra rapidamente se moveu para observar o par, mas, apesar da explosão épica de luz visível e infravermelha da colisão, não houve raios-X observados. Mas quando Chandra olhou novamente, nove dias depois, encontrou raios-X.
Os pesquisadores acham que isso pode ter acontecido porque a colisão causou jatos de raios-X que dispararam em ângulos diferentes, e é por isso que Chandra não os viu a princípio porque estavam apontados para longe da Terra. Com o tempo, os jatos diminuíram a velocidade e se alargaram até se tornarem visíveis. Outra descoberta estranha foi que os raios X estavam ficando mais fracos desde 2018, mas em março de 2020 isso parou e os raios X permaneceram com o mesmo brilho. Isso faz os pesquisadores pensarem que os jatos não são a única fonte de raios X da fusão.
“O fato de que os raios X pararam de desaparecer rapidamente foi nossa melhor evidência de que algo além de um jato está sendo detectado em raios X nesta fonte”, disse a coautora Raffaella Margutti, da Universidade da Califórnia em Berkeley. “Uma fonte completamente diferente de raios-X parece ser necessária para explicar o que estamos vendo.”
Há duas possíveis explicações para isso. Os detritos da fusão se expandiram a ponto de criar uma onda de choque, como um estrondo sônico. Ou pode ser que a fusão tenha criado um novo buraco negro e as emissões venham do material que cai nesse buraco negro. Para saber qual delas está correta, os pesquisadores continuarão analisando os raios X e as ondas de rádio da fonte.
“Esta seria a primeira vez que vimos um brilho residual de kilonova ou a primeira vez que vimos material caindo em um buraco negro após uma fusão de estrelas de nêutrons”, disse o coautor Joe Bright, também da Universidade da Califórnia em Berkeley. “Qualquer um dos resultados seria extremamente emocionante.”
