Cientistas fazem observação inédita de colisão de estrelas de nêutrons, um dos eventos mais violentos do universo

Estrelas de nêutrons são os objetos mais densos do espaço. Observação fornece resposta a várias perguntas da ciência, como a origem do ouro.

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Por G1

16/10/2017 12h20  Atualizado há 2 horas

Ilustração mostra duas estrelas de nêutrons colidindo (Foto: NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet)

Astrônomos observaram pela primeira vez, por meio de ondas gravitacionais e luminosas, a colisão de duas estrelas de nêutrons, um evento cósmico que produziu ondulações no "tecido" do espaço-tempo e um grande "flash" mais brilhante que milhares de sóis. Trata-se de um dos fenômenos mais violentos do Universo, que fornece respostas a vários mistérios da ciência, como a origem do ouro na Terra, por exemplo.

Essa sequência, em que as duas estrelas ultradensas colidiram violentamente e, segundo os cientistas, provavelmente se fundiram imediatamente para formar um buraco negro, foi capturada inicialmente pelo Observatório a Laser de Ondas Gravitacionais (Ligo), com base nos EUA. Mais de 30 artigos foram publicados em diferentes revistas científicas nesta segunda-feira (16).

Cientistas ‘assistem’ pela primeira vez à colisão de um par de estrelas de nêutrons

"O que é incrível nesta descoberta é que é a primeira vez que temos uma imagem completa de um dos eventos mais violentos e cataclísmicos do universo. Esta é a campanha de observação mais intensa que já existiu ", disse Dave Reitze, diretor executivo do Ligo.

"O que é maravilhoso é que assistimos toda a história do início ao fim: vimos as estrelas de nêutrons se aproximarem, girar cada vez mais rápido uma ao redor da outra, vimos a colisão, a matéria e os resíduos enviados em todas as direções", disse à AFP Benoit Mours, do Centro Nacional de Pesquisa Científica francês.

A colisão distante criou o que se chama uma "quilonova", algo que os cientistas nunca viram antes. Foi o primeiro evento cósmico da história a ser testemunhado através de telescópios ópticos tradicionais, que podem observar radiações eletromagnéticas como raios gama, e detectores de ondas gravitacionais, que detectam as "rugas" no espaço-tempo produzidas por grandes explosões no espaço distante.

História da descoberta

As duas estrelas foram notadas em 17 de agosto, quando os centros de pesquisa Ligo (americano) e Virgo (europeu) detectaram durante 100 segundos ondas gravitacionais inéditas. "Todos ficaram fascinados", relatou Mours, cientista responsável pela colaboração do Virgo para a França.

Ilustração mostra duas estrelas de nêutrons colidindo (Foto: University of Warwick/Mark Garlick)

Dois segundos após a detecção das ondas, um "flash" de luz na forma de raios gama foi detectado pelo telescópio Fermi da Nasa, a agência espacial americana. Seguiram-se, então, outros "mensageiros" do espaço: raios X, ondas ultravioleta, infravermelho e ondas eletromagnéticas.

"Fomos capazes de 'ouvir o Universo'", disse Gregg Hallinan, do Instituto de Tecnologia da Califórnia.

As estrelas de nêutrons são os objetos mais densos do cosmos, variando de 1,1 a 1,6 vezes a massa do Sol.

São núcleos comprimidos de grandes estrelas que explodiram como supernovas há milhões de anos. As estrelas observadas na colisão provavelmente tinham massas entre 10% e 60% maiores do que a do nosso Sol, mas eram menores do que o Plano Piloto, em Brasília, o que dá um ideia de como eram densas. Elas giravam uma em torno da outra na constelação de Hydra, no Hemisfério Sul, a 130 milhões de anos-luz de distância.

Os dois corpos "alcançam temperaturas extremamente altas, de até um milhão de graus. São muito radioativos, seus campos magnéticos são incrivelmente intensos e seriam fatais para qualquer corpo que se aproximasse", explicou Patrick Sutton, chefe da equipe de física gravitacional da Universidade de Cardiff, do Reino Unido.

Imagens feitas em agosto, com um intervalo de duas semanas, mostram a colisão (Foto: Soares-Santos et al. and DES Collaboration)

Mais de 70 observatórios

Embora sua fusão tenha sido prevista por modelos, nunca antes um fenômeno como esse havia sido observado. A descoberta é o tema de mais de uma dúzia de estudos publicados nesta segunda-feira nas prestigiadas revistas científicas "Nature" e "Science".

O trabalho envolveu pelo menos 1.200 cientistas e mais de 70 observatórios na Terra e no espaço. As detecções realizadas em 17 de agosto e as observações que se seguiram permitiram saber um pouco mais sobre as estrelas de nêutrons.

Os pesquisadores estabeleceram uma nova maneira de medir a velocidade da expansão do universo e confirmaram a teoria de Albert Einstein de que a gravitação se propaga na velocidade da luz.

Telescópio da Nasa mostra as estrelas 15 horas após a ocorrência da explosão de raios gama (Foto: NASA/Swift)

Eles também resolveram o enigma da origem dos elementos mais pesados da tabela periódica, como chumbo, ouro, ou platina, uma vez que fusões desse tipo de estrelas são, de fato, fábricas de elementos pesados, devido à abundância de nêutrons.

"Temos dados suficientes para nos ocuparmos por um bom tempo!", comemorou Mours. "Com as ondas gravitacionais, conseguimos detectar um grande acontecimento. Trata-se de uma nova maneira de ver o Universo", acrescentou.

As ondas gravitacionais em 5 passos

1. Na teoria da Relatividade de Einstein, o espaço e o tempo são uma coisa só: o espaço-tempo
2. O espaço-tempo, para a Relatividade, não é uma entidade fixa, mas maleável
3. Quando um astro de grande massa oscila, sua gravidade cria ondas no espaço-tempo, da mesma forma que um barco chacoalhando cria ondas na água
4. Essas ondas gravitacionais, porém, são minúsculas, com milionésimos de milionésimos de milímetros
5. O Ligo, um experimento engenhoso nos EUA, foi o primeiro capaz de capturar a oscilação de ondas gravitacionais, e voltou a fazê-lo com a colisão das estrelas de nêutrons

Imagem aérea do laboratório Ligo, na Califórnia (Foto: Ligo/Divulgação)

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