Cientistas podem ter tido o primeiro vislumbre do nascimento de um poderoso fenômeno visto em todo o Universo.
Astrônomos Estudam Novo Tipo Misterioso de Explosão Cósmica.
Quando os astrônomos descobriram uma explosão cósmica em uma galáxia a cerca de 200 milhões de anos-luz da Terra em 16 de junho passado (2018), logo perceberam que era algo diferente.
Enquanto ainda debatem os detalhes, os cientistas agora acreditam que podem ter tido seu primeiro vislumbre do nascimento de um poderoso fenômeno visto em todo o Universo.
Concepção do artista de uma explosão cósmica com um "motor central", sugerido para o AT2018cow.
O buraco negro no centro está puxando material que forma um disco de rotação rápida que irradia quantidades prolíficas de energia e impulsiona jatos super rápidos de material de seus polos. Jato de material em volta da explosão.
Crédito: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
A explosão foi descoberta pelo sistema de pesquisa ATLAS em todo o céu no Havaí e imediatamente chamou a atenção dos astrônomos. Primeiro, era excepcionalmente brilhante para uma explosão de supernova - uma fonte comum de tais explosões. Além disso, ele se iluminou e desapareceu, muito mais rápido do que o esperado.
Meio ano depois, “apesar de ser um dos eventos cósmicos mais intensamente estudados da história, observado por astrônomos em todo o mundo, ainda não sabemos o que é”, disse Anna Ho, da Caltech, que liderou uma equipe usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), no Chile, entre outros telescópios. O objeto, apelidado de AT2018cow, "anuncia uma nova classe" de explosões cósmicas energéticas, acrescentou Ho.
As características incomuns da explosão “foram suficientes para deixar todo mundo empolgado”, disse Raffaella Margutti, da Northwestern University, que liderou uma equipe que utilizou telescópios que vão desde raios gama até ondas de rádio, incluindo o Very Large Array (VLA) da National Science Foundation. ), para estudar o objeto. "Além disso, a distância da AT2018cow de 200 milhões de anos-luz, está próxima, por padrões astronômicos", tornando-se um excelente alvo para estudo, disse Margutti.
Astrônomos estão apresentando suas descobertas sobre o objeto na reunião da American Astronomical Society em Seattle, Washington.
Depois de observar o objeto e medir suas características de mudança com uma coleção mundial de telescópios terrestres e orbitantes, os cientistas ainda não têm certeza do que é, mas têm duas explicações principais. Pode ser, suspeitam eles, uma supernova muito incomum, ou a destruição de uma estrela que passou muito perto de um enorme buraco negro, chamado de Tidal Disruption Event (TDE). Os pesquisadores são rápidos em ressaltar, no entanto, que as características do objeto não correspondem a exemplos vistos anteriormente de nenhum deles.
"Se é uma supernova, então é diferente de qualquer supernova que já vimos", disse Ho. A gama de cores do objeto, ou espectro, ela disse, "não parece uma supernova". Além disso, era mais brilhante em ondas milimétricas - aquelas vistas pelo ALMA - do que qualquer outra supernova.
Também difere dos eventos de ruptura das marés previamente vistos.
"É descentralizado em sua galáxia hospedeira", disse Deanne Coppejans, da Universidade Northwestern, o que significa que não pode ser uma estrela desmembrada pelo buraco negro supermassivo no centro da galáxia. "Se é um TDE, então precisamos de um buraco negro de massa intermediário para fazer a trituração, e é esperado que eles se formem em aglomerados estelares", acrescentou Kate Alexander, bolsista da Einstein na Northwestern. O problema com isso, ela apontou, é que o fluxo de AT2018 parece estar dentro de um meio interestelar de alta densidade, que “é difícil de conciliar com a densidade do gás em aglomerados estelares”.
A maioria dos pesquisadores concorda que o comportamento da vaca AT2018 requer uma fonte central de energia contínua, diferente das outras explosões de supernovas. O melhor candidato, dizem eles, é um buraco negro que está atraindo material de seus arredores. O material de entrada forma um disco giratório em torno do buraco negro e esse disco irradia quantidades prolíficas de energia. Este é o tipo de "motor central" que alimenta os quasares e as galáxias de rádio em todo o Universo, bem como exemplos menores, como microquasars.
Imagens ALMA e VLA do novo e misterioso tipo de explosão cósmica, AT2018circam à esquerda.
Imagem de luz visível de explosão em sua galáxia hospedeira à direita. Imagens não à mesma escala.
Imagens da explosão em si não indicam seu tamanho, mas são o resultado de seu brilho e as características dos telescópios.
Crédito: Sophia Dagnello, NRAO / AUI / NSF; R. Margutti, W.M. Observatório Keck; Ho et al.
Quando uma estrela muito mais massiva que o Sol cessa a fusão termonuclear e colapsos de sua própria gravidade, produzindo uma explosão “normal” de supernova, nenhum mecanismo central é produzido. No entanto, nos casos extremos denominados hipnovas, que produzem rajadas de raios gama, esse mecanismo central produz os jatos super rápidos de material que geram os raios gama. Esse motor, no entanto, é muito curto, durando apenas alguns segundos.
Se um motor tão central alimentasse o AT2018, durou semanas, tornando esse evento distinto das explosões de supernovas induzidas pelo colapso e das explosões mais energéticas que produzem rajadas de raios gama. No caso de um TDE, o “motor” ganharia vida quando o buraco negro extraísse material da estrela retalhada por sua atração gravitacional.
Alternativamente, o "motor" resultante de uma explosão de supernova pode ser uma estrela de nêutrons de rotação rápida com um campo magnético extremamente poderoso - um magnetar.
“Sabemos, por teoria, que buracos negros e estrelas de nêutrons se formam quando uma estrela morre, mas nunca os vimos logo depois de nascerem. Nunca ”, disse Margutti.
"Isso é muito emocionante, já que seria a primeira vez que os astrônomos testemunharam o nascimento de um motor central", disse Ho.
No entanto, por causa do comportamento estranho da AT2018, o veredicto ainda não está claro, disseram os cientistas. A fonte central de energia pode ser uma poderosa onda de choque que atinge uma densa camada de material no centro do objeto. Ou a estranha supernova ou a explicação da TDE ainda é viável, disse a equipe de Ho.
Os astrônomos aguardam ansiosamente mais trabalho sobre o AT2018cow e para mais objetos como este.
"Durante as primeiras semanas, este objeto era muito brilhante em comprimentos de onda milimétricos, o que significa que, com o ALMA agora disponível, poderemos encontrar e estudar outros", disse Ho. “O pico de intensidade da emissão de rádio começa nos comprimentos de onda do ALMA e só se move para os comprimentos de onda do VLA após algumas semanas”, acrescentou ela.