ASTRONOMIA MULTI-MENSAGEIRA FORNECE NOVAS ESTIMATIVAS DO TAMANHO DAS ESTRELAS DE NEUTRÕES E DO RITMO DE EXPANSÃO DO UNIVERSO 5 de janeiro de 2021
Colisão de duas estrelas de neutrões que mostram emissões eletromagnéticas e de ondas gravitacionais durante o processo de fusão. A interpretação combinada de ciência multi-mensageira permite com que os astrofísicos compreendam a composição interna das estrelas de neutrões e com que revelem as propriedades da matéria sob as condições mais extremas no Universo.
Crédito: Tim Dietrich
Uma combinação de medições astrofísicas permitiu aos investigadores colocar novas restrições no raio de uma estrela de neutrões típica e fornecer um novo cálculo da constante de Hubble que indica o ritmo a que o Universo se expande.
"Estudámos sinais que vieram de várias fontes, por exemplo, recentemente observadas fusões de estrelas de neutrões," disse Ingo Tews, teórico do grupo de Física Nuclear e de Partículas, Astrofísica e Cosmologia do Laboratório Nacional de Los Alamos, que trabalhou com uma colaboração internacional de investigadores na análise publicada dia 18 de dezembro na revista Science. "Analisámos conjuntamente sinais de ondas gravitacionais e emissões eletromagnéticas das fusões e combinámo-las com medições anteriores da massa de pulsares ou resultados recentes do NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) da NASA. Descobrimos que o raio de uma estrela de neutrões típica é de cerca de 11,75 quilómetros e que a constante de Hubble é de aproximadamente 66,2 quilómetros por segundo por megaparsec."
A combinação de sinais para obter mais informações sobre fenómenos astrofísicos distantes é conhecida no campo como astronomia multi-mensageira. Neste caso, a análise multi-mensageira permitiu com que os cientistas restringissem a incerteza da sua estimativa dos raios das estrelas de neutrões até 800 metros.
A sua nova abordagem para medir a constante de Hubble contribui para um debate que surgiu de outras determinações concorrentes da expansão do Universo. As medições com base em observações de explosões de estrelas conhecidas como supernovas estão atualmente em desacordo com aquelas que vêm da observação da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, que é essencialmente a energia remanescente do Big Bang. As incertezas no novo cálculo multi-mensageiro da constante de Hubble são demasiado grandes para resolver a discordância definitivamente, mas a medição é um pouco mais favorável à abordagem da radiação cósmica de fundo.
O principal papel científico de Tews no estudo foi fornecer a entrada de cálculos da teoria nuclear, que são o ponto de partida da análise. Os seus sete colaboradores no artigo científico compreendem uma equipa internacional de cientistas da Alemanha, Países Baixos, Suécia, França e Estados Unidos.
