O que é uma vaca cósmica?

2022-02-05
A impressão de um artista da misteriosa explosão, AT2018cow. Observatório Astronômico Nacional do Japão

Dada a vastidão do universo e os poucos séculos em que os humanos estão olhando para as estrelas, não é surpresa que ainda estejamos descobrindo como as coisas funcionam lá fora. Um bom exemplo desse processo é a “vaca cósmica”, nome não oficial carinhosamente usado pelos astrônomos para se referir à vaca AT2018 , um fenômeno inexplicável de raios-X que ocorreu em 2018.

Hoje, os pesquisadores têm uma forte hipótese para explicar a vaca cósmica e orientar futuras pesquisas sobre buracos negros , estrelas de nêutrons e outros eventos ainda inexplicáveis ​​nos confins do universo.

Como as estrelas normalmente morrem

Para entender por que a vaca cósmica chamou a atenção dos astrônomos, ajuda a entender o ciclo de vida das estrelas – incluindo a morte das estrelas. Claro, há uma variedade de tipos e tamanhos de estrelas, o que significa que não há uma maneira normal de as estrelas morrerem, e até mesmo "morrer" não é uma palavra exata, pois as estrelas simplesmente passam de uma fase da vida para a próxima.

De qualquer forma, é amplamente correto dizer que quando a maioria das estrelas massivas (muito maiores que o nosso Sol) chega ao fim de seu ciclo de vida e consome todo o combustível dentro de seus núcleos, elas explodem em uma supernova e depois se tornam um preto buraco ou estrela de nêutrons, dependendo do tamanho original da estrela.

Os astrônomos têm medido supernovas há muito tempo; a primeira supernova registrada possível remonta aos astrônomos indianos em 4500 aC . (mais ou menos cerca de 1.000 anos). Desde então, tem havido muitas supernovas notáveis, incluindo uma observada por astrônomos chineses em 185 EC , outra por Johannes Kepler (e muitos outros astrônomos em todo o mundo) em 1604, e dezenas mais graças aos avanços na ciência dos telescópios. É seguro dizer que os astrônomos geralmente entendem o que estão vendo quando uma emissão brilhante aparece no céu.

O que torna a vaca cósmica diferente

Isso é o que era tão desconcertante sobre a vaca AT2018, a vaca cósmica, quando os astrônomos a observaram pela primeira vez em junho de 2018 . Astrônomos usando o telescópio ATLAS-HKO no Observatório Haleakalā, no Havaí, notaram a brilhante emissão de raios-X, que persistiu por três semanas e brilhou dez vezes mais do que as supernovas que os astrônomos haviam estudado anteriormente.

Só agora, anos depois, temos uma noção do que pode ter causado essa emissão brilhante: um pacote saltitante de alegria para o universo, na forma de um buraco negro bebê ou de uma estrela de nêutrons recém-nascida.

Astrônomos do MIT, liderados pelo cientista pesquisador Dheeraj "DJ" Pasham, do Kavli Institute for Astrophysics and Space Research em Cambridge, Massachussetts, estudaram as emissões da vaca por vários meses, publicando suas descobertas em 13 de dezembro de 2021, na revista Nature Astronomia. Eles determinaram que é provavelmente o resultado de uma enorme produção de energia causada por um buraco negro ou estrela de nêutrons desfrutando de sua primeira refeição de sua estrela de origem. Ao contrário de outras supernovas, a energia emitida pela vaca ocorreu de forma um pouco diferente – daí o brilho brilhante e duradouro que observamos no céu.

Dados os dados únicos que sua equipe estava estudando, Pasham admitiu que esperava que a explicação apontasse para um buraco negro comendo uma estrela exótica. “Fiquei um pouco desapontado”, disse ele à ScienceNews. “Mas estou mais impressionado que isso possa ser uma evidência direta do nascimento de um buraco negro. Este é um resultado ainda mais legal.”

Novas maneiras de estudar o nascimento de buracos negros e estrelas de nêutrons

Os resultados deste estudo do MIT sugerem que os astrofísicos podem usar um protocolo semelhante para examinar os dados de outros fenômenos de origem inexplicável, chamados fenômenos de transientes ópticos azuis rápidos (FBOT) . Existem cerca de uma dúzia desses eventos que foram registrados, e os astrônomos agora podem apresentar novas hipóteses para explicar esses eventos nos confins distantes do universo.

Além disso, a vaca cósmica agora dá aos astrônomos um guia quando se trata de procurar novas estrelas de nêutrons e buracos negros bebês; como estudar buracos negros é uma grande prioridade para a NASA neste momento , é sempre bom ter uma ideia melhor do que procurar e também obter uma melhor compreensão do ciclo de vida dos buracos negros.

Agora isso é interessante

Se você quiser ficar de olho nos buracos negros, a missão da NASA a ser observada é o Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) , lançado em dezembro de 2021, e o Chandra X-Ray Observatory . Esses dois telescópios espaciais estão observando os vastos alcances de nossa galáxia e universo para medir as emissões de raios-X típicas de buracos negros - embora, conforme estamos aprendendo, também existam buracos negros atípicos!

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