Explosões gigantes e enérgicas criam nuvens de cogumelos em estrelas distantes de nêutrons, e um novo telescópio da NASA pode vê-las crescer, esfriar e desmoronar em tempo real.
Os astrônomos haviam suspeitado da existência dessas nuvens de cogumelos por um longo tempo. Mas apesar de as nuvens poderem ter formas parecidas com as explosões nucleares resultantes de explosões nucleares , o tipo cósmico estava muito fraco e distante para se identificar em detalhes, disse o cientista da NASA Zaven Arzoumanian durante uma palestra no domingo (15 de abril). a reunião de abril da American Physical Society. Para os instrumentos mais antigos, as explosões pareciam apenas dois lampejos misteriosos à luz de estrelas de nêutrons distantes, que são os estranhos, minúsculos restos ultradensos de antigas explosões estelares chamadas supernovas.
Nesta ilustração, uma nuvem de detritos quente, densa e em expansão é retirada das estrelas de nêutrons pouco antes de colidirem. Crédito: Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA / CI Lab
“Há um aumento muito rápido no fluxo [o brilho da estrela vista da Terra] e depois uma queda, e então ela volta e desaparece lentamente”, disse Arzoumanian. “Não demorou muito para que as pessoas percebessem que o que provavelmente estamos vendo é uma nuvem de cogumelo em uma estrela de nêutrons, subindo e esfriando ao ponto de deixar a faixa de sensibilidade [de nossos sensores existentes] e então caindo de volta à superfície e reaquecendo “.
Mas além desses dois sinais que aparecem periodicamente em observações de estrelas de nêutrons, os pesquisadores não conseguiram observar essas nuvens de cogumelo, tecnicamente chamadas de “explosões de expansão do raio fotosféricas”, com muitos detalhes, disse Arzoumanian.
Isso mudou graças a um telescópio de raios X chamado NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer), que foi instalado na Estação Espacial Internacional em junho de 2017. O ponto crucial deste telescópio – que se parece com uma câmera de segurança gigante e giratória – é sondar a física da matéria no núcleo desses restos estelares ultradensos. E também está ajudando a NASA a desenvolver um “sistema de posicionamento galáctico ” baseado em sinais de estrelas de nêutrons. Mas para realizar essas tarefas, o dispositivo foi feito para ser tão sensível que pode ver as nuvens de cogumelos florescerem.
NICER não vê as nuvens de cogumelos da mesma maneira que as pessoas. Não vai produzir nenhuma foto bonita, estilo telescópio Hubble, das estranhas formações. Mas, estudando cuidadosamente os gráficos de mudança de luz dessas estrelas de nêutrons, segundo Arzoumanian, os astrônomos podem fazer medições precisas das temperaturas e tamanhos das nuvens ao explodirem das crostas duras das estrelas de nêutrons.
Através deste telescópio em órbita, a equipe de Arzoumanian observou as nuvens atingirem alturas variando de 10 a 100 milhas (15 a 150 quilômetros) acima das superfícies das estrelas de nêutrons. Aquilo é enorme. Embora os tamanhos precisos de estrelas de nêutrons ainda não sejam conhecidos – responder a essa pergunta é, na verdade, um dos objetivos do NICER, e poderia resolver alguns mistérios profundos sobre física de partículas – eles não crescem muito maiores que 40 milhas (64 km) de largura.
“Então, é uma tremenda quantidade de energia liberada na superfície da estrela”, disse Arzoumanian.
Seu grupo também conseguiu observar várias explosões seguidas em uma única estrela. Em determinado momento, uma estrela vomitou nuvens de cogumelo a cada 13 minutos aproximadamente durante uma hora, cada uma mais fraca que a anterior.
Arzoumanian especulou que o enfraquecimento progressivo das explosões foi o resultado da estrela de nêutrons não ter tempo suficiente para se recuperar completamente, fazendo com que menos energia explodisse na atmosfera a cada vez.
Este é um resultado inicial de um projeto que poderia em breve investigar muito mais profundamente as estrelas de nêutrons, que Arzoumanian chamou de “os objetos mais escandalosos que a maioria das pessoas nunca ouviu falar”. A Live Science acompanhará de perto o NICER à medida que mais resultados surgirem.
