{"id":2512,"date":"2019-10-25T05:39:09","date_gmt":"2019-10-25T05:39:09","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=2512"},"modified":"2019-10-25T05:39:11","modified_gmt":"2019-10-25T05:39:11","slug":"primeira-identificacao-de-um-elemento-pesado-formado-durante-a-colisao-de-duas-estrelas-de-neutroes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2019\/10\/25\/primeira-identificacao-de-um-elemento-pesado-formado-durante-a-colisao-de-duas-estrelas-de-neutroes\/","title":{"rendered":"Primeira identifica\u00e7\u00e3o de um elemento pesado formado durante a colis\u00e3o de duas estrelas de neutr\u00f5es"},"content":{"rendered":"\n
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Com o aux\u00edlio de dados recolhidos pelo instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, uma equipa de investigadores europeus descobriu assinaturas de estr\u00f4ncio formado numa fus\u00e3o de duas estrelas de neutr\u00f5es. Esta imagem art\u00edstica mostra duas estrelas de neutr\u00f5es min\u00fasculas mas muito densas na altura em que se fundem e explodem sob a forma de uma quilonova. Em primeiro plano, vemos uma representa\u00e7\u00e3o de estr\u00f4ncio rec\u00e9m formado.
Cr\u00e9dito: ESO\/L. Cal\u00e7ada\/M. Kornmesser<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Foi detetado pela primeira vez no espa\u00e7o um elemento pesado rec\u00e9m-formado, o estr\u00f4ncio, no seguimento de uma fus\u00e3o de duas estrelas de neutr\u00f5es. Esta descoberta, feita com observa\u00e7\u00f5es efetuadas pelo espectr\u00f3grafo X-shooter, montado no VLT (Very Large Telescope) do ESO, foi publicada anteontem na revista Nature. A dete\u00e7\u00e3o confirma que os elementos mais pesados do Universo se podem formar em fus\u00f5es de estrelas de neutr\u00f5es, dando-nos assim a pe\u00e7a que faltava no puzzle da forma\u00e7\u00e3o de elementos qu\u00edmicos.<\/p>\n\n\n\n

Em 2017, no seguimento da dete\u00e7\u00e3o das ondas gravitacionais que passaram pela Terra, o ESO apontou os seus telesc\u00f3pios, incluindo o VLT, \u00e0 fonte destas ondas: uma fus\u00e3o de estrelas de neutr\u00f5es chamada GW170817. Os astr\u00f3nomos suspeitavam que, se os elementos pesados se formassem efetivamente em colis\u00f5es de estrelas de neutr\u00f5es, as assinaturas destes elementos poderiam ser detetadas em quilonovas, os resultados explosivos destas fus\u00f5es. Foi exatamente isso que uma equipa de investigadores europeus fez, usando dados recolhidos pelo instrumento X-shooter, montado no VLT do ESO.<\/p>\n\n\n\n

No seguimento da fus\u00e3o GW170817, o complemento de telesc\u00f3pios do ESO come\u00e7ou a monitorizar a explos\u00e3o de quilonova emergente num vasto dom\u00ednio de comprimentos de onda. Em particular, o X-shooter obteve uma s\u00e9rie de espectros desde o ultravioleta ao infravermelho pr\u00f3ximo. A an\u00e1lise preliminar destes espectros sugeria a presen\u00e7a de elementos pesados na quilonova, mas os astr\u00f3nomos n\u00e3o conseguiram identificar na altura elementos individuais.<\/p>\n\n\n\n

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Este grupo de espectros, obtidos com o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, mostra a varia\u00e7\u00e3o de comportamento da quilonova observada na gal\u00e1xia NGC 4993, durante um per\u00edodo de 12 dias ap\u00f3s a explos\u00e3o detetada a 17 de agosto de 2017. Cada espectro cobre um dom\u00ednio de comprimentos de onda que vai desde o ultravioleta pr\u00f3ximo at\u00e9 ao infravermelho pr\u00f3ximo e revela como \u00e9 que o objeto se tornou extremamente vermelho \u00e0 medida que se desvanecia.
Cr\u00e9dito: ESO\/E. Pian et al.\/S. Smartt & ePESSTO <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

“Ao reanalisar os dados da fus\u00e3o obtidos em 2017, identific\u00e1mos a assinatura de um elemento pesado nesta bola de fogo, o estr\u00f4ncio, provando assim que a colis\u00e3o de estrelas de neutr\u00f5es d\u00e1 origem a este elemento no Universo,” diz o autor principal do estudo, Darach Watson da Universidade de Copenhaga, na Dinamarca. Na Terra, o estr\u00f4ncio encontra-se no solo de forma natural, estando concentrado em certos minerais. Os seus sais s\u00e3o utilizados para dar ao fogo de artif\u00edcio uma cor vermelha brilhante.<\/p>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos conhecem os processos f\u00edsicos que d\u00e3o origem aos elementos desde a d\u00e9cada de 1950. Nas d\u00e9cadas seguintes, foram sendo descobertas as regi\u00f5es c\u00f3smicas de cada uma destas forjas nucleares principais, exceto uma. “Esta \u00e9 a fase final de uma busca de longas d\u00e9cadas para descobrir a origem dos elementos,” disse Watson. “Sabemos que os processos que formaram os elementos ocorreram essencialmente em estrelas normais, em explos\u00f5es de supernovas e nas camadas mais exteriores de estrelas velhas. Mas, at\u00e9 agora, n\u00e3o conhec\u00edamos a localiza\u00e7\u00e3o do processo final, conhecido por captura r\u00e1pida de neutr\u00f5es e que deu origem aos elementos mais pesados da tabela peri\u00f3dica.”<\/p>\n\n\n\n

A captura r\u00e1pida de neutr\u00f5es \u00e9 um processo no qual um n\u00facleo at\u00f3mico captura neutr\u00f5es de modo suficientemente r\u00e1pido para permitir a forma\u00e7\u00e3o de elementos muito pesados. Apesar de muitos elementos serem produzidos nos n\u00facleos das estrelas, para criar elementos mais pesados que o ferro, tais como o estr\u00f4ncio, s\u00e3o necess\u00e1rios meios ainda mais quentes com muitos neutr\u00f5es livres. A captura r\u00e1pida de neutr\u00f5es ocorre naturalmente apenas em ambientes extremos, onde os \u00e1tomos s\u00e3o bombardeados por um enorme n\u00famero de neutr\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

“Esta \u00e9 a primeira vez que conseguimos associar diretamente material rec\u00e9m-formado por captura de neutr\u00f5es com uma fus\u00e3o de estrelas de neutr\u00f5es, confirmando assim que as estrelas de neutr\u00f5es s\u00e3o efetivamente compostas de neutr\u00f5es e associando a tais fus\u00f5es o processo de captura r\u00e1pida de neutr\u00f5es t\u00e3o debatido,” diz Camilla Juul Hansen do Instituto Max Planck para Astronomia em Heidelberg, na Alemanha, que desempenhou um papel principal neste estudo.<\/p>\n\n\n\n

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Este mapa mostra a constela\u00e7\u00e3o da Hidra, a maior e mais comprida constela\u00e7\u00e3o do c\u00e9u. Est\u00e3o assinaladas a maioria das estrelas vis\u00edveis a olho nu numa noite escura e l\u00edmpida. O c\u00edrculo vermelho marca a posi\u00e7\u00e3o da gal\u00e1xia NGC 4993, que se tornou famosa em agosto de 2017 como o local da primeira fonte de ondas gravitacionais detetadas e identificada em radia\u00e7\u00e3o vis\u00edvel, a quilonova GW170817. NGC 4993 pode ser vista como uma mancha muito t\u00e9nue atrav\u00e9s de um telesc\u00f3pio amador grande.
Cr\u00e9dito: ESO, UAI e Sky & Telescope
<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Os cientistas come\u00e7am agora finalmente a compreender melhor as fus\u00f5es de estrelas de neutr\u00f5es e as quilonovas. Devido ao conhecimento limitado que temos destes fen\u00f3menos e a v\u00e1rias complexidades nos espectros que o X-shooter obteve da explos\u00e3o, os astr\u00f3nomos n\u00e3o tinham conseguido identificar anteriormente elementos individuais.<\/p>\n\n\n\n

“Na realidade, a ideia de que poder\u00edamos estar a ver estr\u00f4ncio ocorreu-nos pouco depois do evento. No entanto, mostrar que este era de facto o caso revelou-se muito dif\u00edcil. Esta dificuldade deveu-se ao nosso conhecimento muito incompleto da apar\u00eancia espectral dos elementos mais pesados da tabela peri\u00f3dica,” disse Jonatan Selsing, da Universidade de Copenhaga, Dinamarca, e outro dos autores principais do artigo cient\u00edfico que descreve estes resultados.<\/p>\n\n\n\n

A fus\u00e3o GW170817 tratou-se da quinta dete\u00e7\u00e3o de ondas gravitacionais, tornada poss\u00edvel gra\u00e7as ao LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) da NSF nos EUA e ao interfer\u00f3metro Virgo na It\u00e1lia. Situada na gal\u00e1xia NGC 4993, esta fus\u00e3o foi a primeira, e at\u00e9 \u00e0 data a \u00fanica, fonte de ondas gravitacionais onde a contraparte vis\u00edvel foi detetada por telesc\u00f3pios na Terra.<\/p>\n\n\n\n

Com os esfor\u00e7os combinados do LIGO, Virgo e VLT, podemos agora compreender melhor os mecanismos interiores das estrelas de neutr\u00f5es e as suas fus\u00f5es explosivas.<\/p>\n\n\n\n

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