17 de agosto de 2017 foi um momento decisivo no campo nascente da astronomia das ondas gravitacionais

O dia 17 de agosto de 2017 foi um momento decisivo no campo nascente da astronomia das ondas gravitacionais. Nesta data, o Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO) detectou uma ondulação no espaço-tempo, doravante conhecida como GW170817, originada perto da constelação de Hydra. Pouco tempo depois, o Fermi Gamma-ray Burst Monitor da NASA detectou um pulso fraco de raios gama neste mesmo local. Quando o poder total dos telescópios do mundo, tanto baseados no solo quanto no espaço, treinaram suas visões neste local, uma nova fonte foi detectada.

Pela primeira vez, os astrônomos capturaram a assinatura eletromagnética de um evento de onda gravitacional. Era um sinal cuja origem mais provável era a fusão de duas estrelas de nêutrons – algo conhecido como kilonova. Um kilonova é um evento extremamente * energético, mil vezes mais brilhante que uma estrela explodindo. Para colocar isso em perspectiva, um kilonova libera mais energia em uma fração de segundo do que a Sun produzirá em um milhão de anos – e o Sol não desacelera na produção de energia: produz energia suficiente em um segundo para atender às necessidades de eletricidade o mundo inteiro por mais de 600.000 anos! O ambiente extremo produzido em um kilonova também semeia o espaço circundante com elementos pesados ​​como ouro e platina. De fato, os metais que consideramos preciosos e de grande valor agregam plenamente seu qualificador “precioso”. Eles foram literalmente forjados em alguns dos eventos mais enérgicos do universo.

* superlativos deixam de transmitir a energia deste evento!

A detecção LIGO de GW170817 também levanta a questão: se duas estrelas de nêutrons se fundem e ninguém está lá para ouvi-la, elas fazem um som? A resposta é um sim retumbante!

Incorporação de estrela de nêutrons binários como detectada pelo LIGO. Crédito: Caltech / MIT / LIGO Lab.

A perspectiva do Hubble

Logo após a equipe do LIGO anunciar sua detecção do GW170817, um alvo de oportunidade foi acionado e o Hubble iniciou seu estudo da contraparte ótica. Ao longo de uma semana, o Hubble tirou uma série de fotos do NGC 4993 usando os filtros infravermelhos próximos em seu detector Wide Field Camera 3 (WFC3 / IR). Fomos capazes de compilar uma imagem colorida usando esses novos conjuntos de dados, combinados com uma imagem ligeiramente mais antiga tirada na luz óptica com a Advanced Camera for Surveys (ACS). A fonte apareceu nesta imagem como um ponto amarelo brilhante, já que seu sinal era mais forte no infravermelho próximo. Isso faz sentido quando você se lembra de que estamos vendo o resplendor de uma explosão extremamente poderosa à medida que esfria e decai ao longo do tempo. A fonte era realmente visível em quase todo o espectro, desde o rádio até os raios X, chegando ao ultravioleta no início e depois se estabelecendo em um estado dominado por infravermelho antes de desaparecer. As observações do Hubble, em particular o espectro de infravermelho próximo da fonte, combinavam precisamente com a física teórica de uma fusão de estrelas de nêutrons – tirando qualquer dúvida de que isso era, de fato, o resplendor eletromagnético de uma fonte de ondas gravitacionais.

 

Reconhecimento: A. Levan (U. Warwick), N. Tanvir (U. Leicester) e A. Fruchter e O. Fox (STScI).
De uma perspectiva pública e de notícias, tínhamos nossa bela imagem para acompanhar a história, mas a imagem sozinha não transmitia o significado desse evento. Também precisávamos mostrar a fonte mudando com o tempo. Felizmente, dados suficientes foram adquiridos em cada visita para poder fazer imagens coloridas em cada etapa da evolução da fonte. Eventos cósmicos que evoluem em escala de tempo humana nunca deixam de surpreender!

Uma Ondinha de Insight

Você deve ter notado que a imagem principal deste artigo contém um gráfico de retirada mostrando GW170817 diminuindo o brilho em três painéis preto e branco espaçados em seis dias. Você pode estar se perguntando por que imagens em preto e branco foram usadas para essas retiradas em vez de imagens coloridas. Para responder a essa pergunta, devemos começar com o fato de que a fonte só foi observada com dois filtros infravermelhos próximos a cada visita ao longo de uma semana.

Três observações separadas em dois filtros infravermelhos WFC3.

Podemos e fazemos rotineiramente imagens de três cores (RGB) a partir de observações feitas em dois filtros usando uma técnica conhecida como “pseudo-verde”, que combina metade da luz de cada filtro para criar o canal verde de uma imagem. Há menos informações de cores do que uma imagem real de três cores, mas os resultados ainda podem ser tão fantásticos quanto. Por exemplo, uma imagem tirada com o filtro F110W (infravermelho próximo, 1100 nanômetros em comprimento de onda) pode ser combinada com uma imagem tirada com o filtro F160W (1600 nanômetros). A imagem do F110W é um comprimento de onda menor em comparação com o F160W, por isso, atribuiremos as cores azul e vermelho, respectivamente, seguindo a ordem cromática da luz. O canal verde é derivado de uma combinação de ambos os filtros. Abaixo, você verá como os três instantâneos aparecem em cores usando essa técnica. Depois de compilar as imagens coloridas, notamos dois artefatos com implicações para um limpo.

 

The Day the Universe Shook

 

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Click to listen highlighted text!