Astrônomos detectam jato cósmico viajando 99,97% da velocidade da luz

Astrônomos detectam jato cósmico viajando 99,97% da velocidade da luz

14 de outubro de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Na medição do Hubble, o jato parecia estar se movendo sete vezes a velocidade da luz. Mais tarde, observações de rádio indicaram que o jato havia desacelerado para velocidades aparentes quatro vezes mais rápidas que a luz. Isso, no entanto, é apenas uma “ilusão cósmica”, já que nada pode viajar mais rápido que a luz.

Uma colisão entre duas estrelas de nêutrons impulsionou um jato através do espaço a uma velocidade superior a 99,97% da velocidade da luz. Isso está de acordo com as medições do Telescópio Espacial Hubble da NASA . O evento explosivo foi observado em agosto de 2017 e foi designado GW170817. Estimou-se que a explosão teve a mesma energia que uma explosão de supernova. Como resultado da fusão de estrelas de nêutrons binárias , a primeira onda gravitacional e os sinais de raios gama foram detectados ao mesmo tempo. Essas colisões extraordinárias marcaram um ponto de virada significativo na investigação. Setenta observatórios ao redor do globo e no espaço observaram as consequências dessa fusão. Eles detectaram ondas gravitacionais e uma ampla faixa do espectro eletromagnético. Este evento ocorreu em 2017.

Uma observação histórica

Isso marcou uma conquista extremamente significativa no domínio do tempo e na astrofísica de vários mensageiros. O estudo do universo como ele muda ao longo do tempo usando vários “mensageiros”, como luz e ondas gravitacionais. Dois dias após a explosão, os cientistas focaram o Hubble no local da explosão. Ao entrar em colapso, as estrelas de nêutrons criaram um buraco negro cuja gravidade atraiu a matéria em sua direção. A partir desses pólos, jatos emergiram de um disco girando rapidamente. Durante a explosão, o jato rugindo colidiu com a nuvem de detritos em expansão e a varreu. Finalmente, um jato emergente apareceu através de uma bolha de material.

Como se vê, os cientistas analisam dados do Hubble e dados de outros telescópios há anos para chegar a esta imagem completa. As observações do Hubble foram combinadas com observações feitas por vários radiotelescópios da National Science Foundation para interferometria de linha de base muito longa (VLBI). Os dados foram coletados 75 dias e 230 dias após a explosão. “Estou surpreso que o Hubble possa nos fornecer uma medição tão precisa, que rivaliza com a precisão alcançada pelos poderosos radiotelescópios VLBI espalhados pelo mundo”, disse Kunal P. Mooley do Caltech em Pasadena, Califórnia. Ele é o principal autor de um artigo publicado no jornal de 13 de outubro da revista Nature.

Extrema precisão

Além disso, os autores combinaram dados do Hubble com dados do satélite Gaia e VLBI para obter extrema precisão. Essa medição foi feita após meses de cuidadosa análise de dados, disse Jay Anderson, do Space Telescope Science Institute, em Baltimore, Maryland. Suas observações combinadas os ajudaram a localizar o local da explosão. Na medição do Hubble, o jato parecia estar se movendo sete vezes a velocidade da luz. Mais tarde, observações de rádio indicaram que o jato havia desacelerado para velocidades aparentes quatro vezes mais rápidas que a luz.

Como nada pode se mover mais rápido que a luz, esse movimento “superluminal” é uma ilusão. Como o jato está se aproximando da Terra quase à velocidade da luz, sua luz viajará uma distância menor quando emitir mais tarde. Essencialmente, o jato persegue sua própria luz. Como resultado, a luz do jato foi emitida após um período muito maior do que o esperado pelo observador. Como resultado, a velocidade do objeto é superestimada, excedendo a velocidade da luz. O jato estava se movendo a uma velocidade média de 99,97% da velocidade da luzna época em que foi lançado, disse Wenbin Lu, da Universidade da Califórnia, Berkeley. Uma combinação de medições do Hubble e VLBI anunciadas em 2018 apoia ainda mais a teoria de que as fusões de estrelas de nêutrons estão relacionadas a explosões de raios gama de curta duração. Um jato emergente de movimento rápido é necessário para esta conexão, medido em GW170817.

A constante de Hubble

Além disso, este trabalho permite estudos mais detalhados de fusões de estrelas de nêutrons detectadas pelos observatórios de ondas gravitacionais LIGO, Virgo e KAGRA. Uma amostra grande o suficiente de jatos relativísticos nos próximos anos pode fornecer outra abordagem para medir a constante de Hubble. Esta constante é uma estimativa da taxa de expansão do universo. Existe uma discrepância entre os valores da constante de Hubble para o universo inicial e o universo próximo. Este é um dos maiores mistérios da astrofísica. As diferenças nos valores são baseadas nas medições extremamente precisas do Hubble e de outros observatórios de supernovas Tipo Ia, bem como nas medições do satélite Planck do Fundo de Microondas Cósmica. Os astrônomos que tentam resolver o quebra-cabeça podem se beneficiar de uma compreensão mais profunda dos jatos relativísticos.