Nova pesquisa revela os processos turbulentos antes da colisão

Uma nova simulação da NASA revela a complexidade da fusão de estrelas de nêutrons antes da colisão, destacando a interação de seus campos magnéticos.

Um novo estudo revolucionário criado por meio de simulações em supercomputadores da NASA revelou a complexidade das interações entre estrelas de nêutrons antes de sua fusão, um evento cósmico que resulta em fenômenos como explosões de raios gama e a criação de elementos pesados como ouro e plutônio. As estrelas de nêutrons são os remanescentes extremos de supernova, apresentando densidade tal que uma colher de chá de sua matéria pesaria cerca de 10 milhões de toneladas. Quando duas dessas estrelas se aproximam, suas poderosas magnetosferas começam a interagir, criando uma turbulência magnética sem precedentes.

A complexidade da fusão de estrelas de nêutrons

As estrelas de nêutrons são formadas após a morte de estrelas massivas, que, ao esgotar seu combustível nuclear, implodem e deixam para trás remanescentes incrivelmente densos. Quando duas dessas estrelas estão em um sistema binário, elas orbitam uma à outra, gerando ondas gravitacionais que, à medida que perdem energia, as forçam a se aproximar. Este movimento culmina em uma colisão explosiva, liberando uma quantidade imensa de radiação e criando o que chamamos de kilonova.

A equipe de pesquisa liderada por Dimitrios Skiathas, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, focou na dinâmica das magnetosferas e na interação entre os campos magnéticos durante as órbitas finais das estrelas. Usando o supercomputador Pleiades, eles simularam as condições antes da fusão por meio de mais de 100 simulações, observando como os campos magnéticos se conectam e se reconfiguram sob a intensa gravidade.

O que a simulação revelou

As descobertas indicam que a luz e os sinais eletromagnéticos emitidos pelas estrelas de nêutrons variam significativamente em brilho e distribuição, dependendo da perspectiva do observador. Isso significa que a intensidade dos sinais pode aumentar à medida que as estrelas se aproximam, influenciada pelas orientações magnéticas relativas das estrelas. Durante esse processo, partículas são aceleradas ao longo das magnetosferas, criando emissões de alta energia que, no entanto, muitas vezes não conseguem escapar devido à transformação dos fótons em pares de elétrons e pósitrons.

Implicações futuras para a astronomia

As implicações dessa pesquisa são vastas, pois não apenas nos ajudam a entender melhor os eventos cataclísmicos que moldam nosso universo, mas também fornecem informações valiosas sobre como futuras observações de ondas gravitacionais e radiação eletromagnética podem ser realizadas. Telescópios espaciais de próxima geração, como o projeto LISA da NASA/ESA, poderão detectar esses sinais antes da fusão, proporcionando uma nova janela para observar e entender esses fenômenos cósmicos.

As simulações detalham como a acumulação de estresse magnético nas superfícies das estrelas pode influenciar as emissões durante os momentos finais de sua fusão. Essas descobertas não só expandem nosso conhecimento sobre as estrelas de nêutrons, mas também abrem novas possibilidades de pesquisa que poderão ser exploradas nas próximas décadas, à medida que a tecnologia de detecção avança.

Fonte: www.space.com

Fonte: A screenshot of a NASA supercomputer simulation showing neutron stars spiraling together, creating magnetic chaos