Nature<\/em> na ocasi\u00e3o, porque se tratava da segunda explos\u00e3o de raios gama mais intensa j\u00e1 registrada na hist\u00f3ria. Era um evento extremo que merecia essa aten\u00e7\u00e3o\u201d, pontua Cl\u00e9cio, em refer\u00eancia \u00e0 prestigiada revista cient\u00edfica fundada no Reino Unido e ao fen\u00f4meno conhecido na astrof\u00edsica pela sigla GRB (de gamma-ray bursts).<\/p>\n\n\n\nDavi Rodrigues lembra que a \u00fanica kilonova reconhecida at\u00e9 o momento pela comunidade cient\u00edfica foi detectada em 2017 com contrapartida de ondas gravitacionais. \u201cNo caso do GRB 230307A n\u00e3o teve essa contrapartida porque os detectores LIGO, Virgo e KAGRA n\u00e3o estavam em opera\u00e7\u00e3o quando o evento aconteceu\u201d, insere Davi, acrescentando que as kilonovas est\u00e3o entre os fen\u00f4menos mais raros conhecidos pela astrof\u00edsica e que poucos candidatos v\u00eam sendo estudados desde ent\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n
Para Cl\u00e9cio, a import\u00e2ncia dessas explos\u00f5es vai muito al\u00e9m do pr\u00f3prio fen\u00f4meno. \u201cGra\u00e7as majoritariamente a esses poucos eventos, foi poss\u00edvel estabelecer a liga\u00e7\u00e3o entre os elementos pesados da tabela peri\u00f3dica e as colis\u00f5es de estrelas de n\u00eautrons\u201d, afirma. \u201cGrande parte dos elementos mais pesados do universo s\u00e3o formados quase exclusivamente dentro dessas colis\u00f5es, inclusive a maior parte da platina e do ouro, embora a contribui\u00e7\u00e3o relativa de outros eventos c\u00f3smicos ainda seja uma quest\u00e3o ativa de pesquisa.\u201d<\/p>\n\n\n\n
Entender a origem das kilonovas significa, portanto, compreender tamb\u00e9m a origem de parte significativa da mat\u00e9ria que comp\u00f5e planetas, objetos met\u00e1licos e at\u00e9 mesmo o corpo humano.<\/p>\n\n\n\n
Outro aspecto intrigante do GRB 230307A surgiu quando os pesquisadores analisaram sua posi\u00e7\u00e3o em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 gal\u00e1xia hospedeira. Segundo Arianna Cortesi, da UFRJ, estrelas de n\u00eautrons descendem de estrelas muito massivas, normalmente associadas a regi\u00f5es onde a forma\u00e7\u00e3o estelar ainda est\u00e1 ativa.<\/p>\n\n\n\n
\u201cGeralmente esperamos encontrar essas estrelas no disco de gal\u00e1xias espirais, onde existe muito g\u00e1s e onde a forma\u00e7\u00e3o estelar ocorre com maior frequ\u00eancia\u201d, explica. \u201cPor isso foi surpreendente encontrar esse objeto t\u00e3o longe.\u201d<\/p>\n\n\n\n
Uma hip\u00f3tese inicial era que o sistema tivesse se formado em um aglomerado globular, como s\u00e3o conhecidos agrupamentos densos de estrelas que frequentemente orbitam regi\u00f5es externas das gal\u00e1xias. Contudo, as imagens obtidas pelo James Webb praticamente descartaram essa possibilidade. Isso porque as observa\u00e7\u00f5es eram suficientemente profundas para detectar qualquer aglomerado globular t\u00edpico capaz de hospedar um sistema como esse.<\/p>\n\n\n\n
Restava ent\u00e3o uma segunda hip\u00f3tese: o sistema teria nascido dentro da gal\u00e1xia e sido lan\u00e7ado para longe ap\u00f3s as explos\u00f5es que deram origem \u00e0s estrelas de n\u00eautrons. Davi ressalta que esse cen\u00e1rio j\u00e1 era conhecido qualitativamente.<\/p>\n\n\n\n
\u201cJ\u00e1 era sabido que estrelas de n\u00eautrons podem adquirir velocidades muito diferentes das estrelas vizinhas. Durante sua forma\u00e7\u00e3o ocorre o que chamamos de kick<\/em>, uma mudan\u00e7a brusca de momento causada pela explos\u00e3o da estrela progenitora\u201d, define.<\/p>\n\n\n\nUma esp\u00e9cie de impulso, os kicks podem acelerar as estrelas a centenas de quil\u00f4metros por segundo. Em princ\u00edpio, isso permitiria que o sistema bin\u00e1rio fosse expulso do disco gal\u00e1ctico.<\/p>\n\n\n\n
\u201cO artigo original j\u00e1 levantava essa possibilidade de forma qualitativa. A nossa proposta foi justamente perguntar: ser\u00e1 que realmente ela chega l\u00e1? Por isso optamos por uma an\u00e1lise quantitativa.\u201d<\/p>\n\n\n\n
Definida a metodologia, os pesquisadores constru\u00edram um modelo detalhado da distribui\u00e7\u00e3o de massa da gal\u00e1xia hospedeira, permitindo calcular seu potencial gravitacional. \u201cUma vez que voc\u00ea conhece o potencial gravitacional da gal\u00e1xia e a velocidade inicial do sistema, consegue calcular at\u00e9 onde ele pode viajar\u201d, explica Davi.<\/p>\n\n\n\n
A equipe combinou esse modelo com simula\u00e7\u00f5es da forma\u00e7\u00e3o de sistemas bin\u00e1rios de estrelas de n\u00eautrons. Algumas dessas simula\u00e7\u00f5es ainda nem haviam sido publicadas quando o trabalho come\u00e7ou.<\/p>\n\n\n\n
\u201cLevamos em conta correla\u00e7\u00f5es entre velocidade inicial, tempo de coalesc\u00eancia e outras propriedades dos sistemas. Utilizamos simula\u00e7\u00f5es extremamente recentes para avaliar qu\u00e3o natural seria chegar a uma configura\u00e7\u00e3o como a observada\u201d, prossegue Davi.<\/p>\n\n\n\n
O resultado mostrou que o cen\u00e1rio \u00e9 poss\u00edvel, mas altamente improv\u00e1vel. \u201cVimos que ela pode chegar l\u00e1. N\u00e3o estamos descartando essa hip\u00f3tese. Mas realmente parece ser um caso at\u00edpico\u201d, afirma Davi. \u201cA probabilidade encontrada foi da ordem de 0,1%.\u201d<\/p>\n\n\n\n
Cl\u00e9cio destaca que a raridade decorre de uma sequ\u00eancia de acontecimentos extraordin\u00e1rios. \u201cEstamos falando de um par de estrelas massivas que explodiu duas vezes, mas permaneceu ligado gravitacionalmente. Depois, esse sistema se afastou enormemente do local onde nasceu e acabou explodindo em um lugar que, aos nossos olhos, parece estar no meio do nada. A pergunta \u00e9 justamente: como ele chegou ali?\u201d<\/p>\n\n\n\n
A investiga\u00e7\u00e3o contou com uma contribui\u00e7\u00e3o fundamental do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb. Segundo Arianna, a alta defini\u00e7\u00e3o das imagens geradas por este observat\u00f3rio espacial permitiu enxergar detalhes imposs\u00edveis para telesc\u00f3pios terrestres.<\/p>\n\n\n\n
\u201cO James Webb tem uma resolu\u00e7\u00e3o extremamente elevada. Ele nos permitiu observar a morfologia da gal\u00e1xia em detalhe, identificar deforma\u00e7\u00f5es estruturais e verificar a presen\u00e7a de outros objetos pr\u00f3ximos.\u201d Ademais, as observa\u00e7\u00f5es possibilitaram medir com precis\u00e3o os redshifts (fen\u00f4meno pelo qual a luz de um objeto astron\u00f4mico \u00e9 deslocada para comprimentos de onda maiores, permitindo estimar sua velocidade de afastamento e, em muitos casos, sua dist\u00e2ncia em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 Terra) dos objetos presentes na regi\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n
\u201cConseguimos determinar que alguns objetos pr\u00f3ximos eram apenas efeitos de proje\u00e7\u00e3o, enquanto outros provavelmente estavam associados \u00e0 gal\u00e1xia. Os dados do James Webb foram fundamentais para caracterizar tanto a morfologia quanto o ambiente da gal\u00e1xia hospedeira\u201d, detalha Arianna.<\/p>\n\n\n\n
Astronomia multimensageira<\/strong><\/h2>\n\n\n\nAs kilonovas ocupam posi\u00e7\u00e3o central em uma das \u00e1reas mais promissoras da astrof\u00edsica contempor\u00e2nea: a astronomia multimensageira.<\/p>\n\n\n\n
\u201cA astronomia tradicional sempre observou o c\u00e9u por meio da luz vis\u00edvel ou de outras formas de radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica\u201d, explica Cl\u00e9cio. \u201cMas na \u00faltima d\u00e9cada passamos a detectar de forma consolidada outros sinais, como ondas gravitacionais e neutrinos. A integra\u00e7\u00e3o desses diferentes canais abre uma nova forma de observar o universo.\u201d<\/p>\n\n\n\n
Essa abordagem, ele prossegue, permite realizar medi\u00e7\u00f5es que antes eram imposs\u00edveis. \u201cQuando voc\u00ea combina informa\u00e7\u00f5es de luz e ondas gravitacionais, consegue medir propriedades fundamentais do universo de forma muito mais precisa\u201d, afirma. \u201cUm exemplo \u00e9 a constante de Hubble, que descreve a taxa de expans\u00e3o do universo e hoje \u00e9 um dos temas mais debatidos da cosmologia.\u201d<\/p>\n\n\n\n
As implica\u00e7\u00f5es das kilonovas tamb\u00e9m alcan\u00e7am a f\u00edsica nuclear e a qu\u00edmica c\u00f3smica. Arianna observa que quase todos os elementos qu\u00edmicos mais pesados que hidrog\u00eanio e h\u00e9lio foram produzidos no interior das estrelas. \u201cL\u00e1 ocorre a fus\u00e3o nuclear, que produz elementos progressivamente mais pesados at\u00e9 chegar ao ferro.\u201d A partir desse ponto, o processo muda radicalmente. \u201cFundir n\u00facleos mais pesados que o ferro exige energia. Por isso, esses elementos s\u00e3o produzidos em eventos extremamente energ\u00e9ticos, como supernovas e kilonovas\u201d, explica a pesquisadora.<\/p>\n\n\n\n
Cl\u00e9cio acrescenta que os dados acumulados nas \u00faltimas observa\u00e7\u00f5es indicam que os lantan\u00eddeos (grupo qu\u00edmico que inclui diversos elementos pesados) parecem ser produzidos majoritariamente durante colis\u00f5es de estrelas de n\u00eautrons. \u201cO que descobrimos nesses eventos \u00e9 a confirma\u00e7\u00e3o de que muitos desses elementos s\u00e3o gerados justamente nesse momento de fus\u00e3o.\u201d<\/p>\n\n\n\n
Apesar dos avan\u00e7os, os pesquisadores reconhecem que a compreens\u00e3o desses fen\u00f4menos est\u00e1 longe de ser completa. \u201cHoje temos apenas uma kilonova inequivocamente confirmada por ondas gravitacionais\u201d, lembra Davi. \u201cPrecisamos de mais casos para entender quais ambientes favorecem esse tipo de evento.\u201d<\/p>\n\n\n\n
Para Cl\u00e9cio de Bom, h\u00e1 um problema em aberto relacionado \u00e0 abund\u00e2ncia dos elementos pesados observados no universo. \u201cA conta n\u00e3o fecha. A taxa observada de kilonovas talvez n\u00e3o seja suficiente para explicar toda a quantidade desses elementos que vemos. Isso nos leva a considerar a possibilidade de que outros fen\u00f4menos tamb\u00e9m contribuam para sua produ\u00e7\u00e3o.\u201d<\/p>\n\n\n\n
Por sua vez, Arianna destaca que a pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o de observat\u00f3rios dever\u00e1 revolucionar a \u00e1rea. \u201cTelesc\u00f3pios como o James Webb, o Euclid e o Vera Rubin Observatory v\u00e3o nos permitir observar o universo como se estiv\u00e9ssemos colocando \u00f3culos. Objetos antes pouco definidos passar\u00e3o a revelar suas estruturas em detalhes.\u201d<\/p>\n\n\n\n
Com mais observa\u00e7\u00f5es e futuras detec\u00e7\u00f5es simult\u00e2neas de luz e ondas gravitacionais, os pesquisadores esperam compreender melhor n\u00e3o apenas a origem das kilonovas, mas tamb\u00e9m a forma\u00e7\u00e3o dos elementos pesados e a pr\u00f3pria evolu\u00e7\u00e3o do universo.<\/p>\n\n\n\n
Enquanto isso, o GRB 230307A permanece como um dos casos mais extremos j\u00e1 registrados. Um evento raro, ocorrido em um local improv\u00e1vel, que desafia modelos consolidados e lembra que, mesmo ap\u00f3s d\u00e9cadas de avan\u00e7os observacionais, o universo ainda guarda muitas surpresas relativas \u00e0 vida e \u00e0 morte das estrelas.<\/p>\n\n\n\n
Por Leandro Haberli<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Em mar\u00e7o de 2023, telesc\u00f3pios espalhados pelo mundo registraram um dos clar\u00f5es mais intensos j\u00e1 observados no cosmos. Catalogado como GRB 230307A, o fen\u00f4meno chamou a aten\u00e7\u00e3o da comunidade cient\u00edfica por sua extraordin\u00e1ria energia e por apresentar fortes evid\u00eancias de ser uma kilonova, como \u00e9 conhecida a explos\u00e3o resultante da colis\u00e3o de duas estrelas de […]<\/p>\n","protected":false},"author":12,"featured_media":31851,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[124],"tags":[273,1868,1867,1864,1866,1865,1399,482],"class_list":["post-31850","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-destaque-em-fisica","tag-cbpf","tag-grb-230307a","tag-jwst","tag-kilonova","tag-telescopio-espacial-james-webb","tag-the-astrophysical-journal-letters","tag-ufes","tag-ufrj"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/31850","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/users\/12"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=31850"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/31850\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":31852,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/31850\/revisions\/31852"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/media\/31851"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=31850"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=31850"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=31850"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}