TELESCÓPIOS ESA OBSERVAM A PRIMEIRA LUZ DE ONDA GRAVITACIONAL

Combinando estrelas de nêutrons espalham ouro e platina no espaço
A frota de telescópios da ESO no Chile detectou a primeira contraparte visível de uma fonte de onda gravitacional. Essas observações históricas sugerem que esse objeto único é o resultado da fusão de duas estrelas de nêutrons. As conseqüências cataclísmicas deste tipo de fusão - eventos de longo prazo, chamados kilonovae - dispersam elementos pesados, como ouro e platina em todo o Universo. Esta descoberta, publicada em vários artigos na revista Nature e em outros lugares, também fornece a evidência mais forte ainda que as rajadas de raios gama de curta duração são causadas por fusões de estrelas de nêutrons.
Pela primeira vez, os astrônomos observaram as ondas gravitacionais e a luz (radiação eletromagnética) do mesmo evento, graças a um esforço colaborativo global e às rápidas reações das instalações da ESO e de outras pessoas ao redor do mundo.
Em 17 de agosto de 2017, a NSF 's Interferometer Gravitational-Wave Observatory Laser (LIGO) nos Estados Unidos, trabalhando com a Virgem Interferometer na Itália, detectado ondas gravitacionais que passam a Terra. Este evento, o quinto detectado, foi chamado GW170817. Cerca de dois segundos depois, dois observatórios espaciais, o Telescópio espacial de raios gama Fermi da Nasa e o Laboratório INTErnacional de Astrofísica de Gamma (INTEGRAL) da ESA detectaram uma pequena explosão de raios-gama na mesma área do céu.
A rede de observação LIGO-Virgo posicionou a fonte dentro de uma grande região do céu do sul, do tamanho de várias centenas de luas cheias e contendo milhões de estrelas. À medida que a noite caiu no Chile, muitos telescópios olharam para esse pedaço de céu, procurando por novas fontes. Estes incluíram o telescópio de vistoria visível e infravermelho da ESO para astronomia (VISTA) e VLT Survey Telescope (VST) no Observatório Paranal , o telescópio italiano de montagem rápida de olhos (REM) no Observatório La Silla da ESO , o telescópio LCO de 0,4 metro no Observatório de Las Cumbres , e o American Decam no Observatório Interamericano de Cerro Tololo. oO telescópio Swope de 1 metro foi o primeiro a anunciar um novo ponto de luz. Parecia muito perto de NGC 4993, uma galáxia lenticular na constelação de Hydra , e as observações VISTA identificaram esta fonte em comprimentos de onda infravermelhos quase ao mesmo tempo. À medida que a noite seguia para o oeste em todo o globo, os telescópios da ilha havaiana Pan-STARRS e Subaru também o levaram e observaram evoluir rapidamente.
" Há raras ocasiões em que um cientista tem a chance de testemunhar uma nova era no início " , disse Elena Pian, astrônomo da INAF, Itália, e principal autora de um dos papéis Nature. " Este é um desses momentos! "
O ESO lançou uma das maiores campanhas de "alvo de oportunidade" de observação e muitos telescópios parceria ESO e ESO observaram o objeto durante as semanas após a detecção. O telescópio muito grande da ESO (VLT), o telescópio de nova tecnologia (NTT), o VST, o telescópio MPG / ESO de 2,2 metros eo Arsenal de milímetro / submilimetro Atacama (ALMA) observaram o evento e seus efeitos posteriores sobre uma ampla gama de comprimentos de onda. Cerca de 70 observatórios em todo o mundo também observaram o evento, incluindo o Telescópio Espacial Hubble NASA / ESA .
As estimativas de distância de ambos os dados da onda gravitacional e outras observações concordam que GW170817 estava na mesma distância que NGC 4993, cerca de 130 milhões de anos-luz da Terra. Isso faz com que a fonte seja o evento de onda gravitacional mais próximo detectado até agora e também uma das fontes de rajada de raios gama mais próximas já vistas .
As ondulações no espaço-tempo conhecidas como ondas gravitacionais são criadas por massas em movimento, mas somente as mais intensas, criadas por mudanças rápidas na velocidade de objetos muito enormes, podem ser detectadas atualmente. Um desses eventos é a fusão de estrelas de nêutrons , os núcleos extremamente densos e colapsados ​​de estrelas de alta massa deixadas atrás de supernovas. Essas fusões foram, até agora, a principal hipótese de explicação de rajadas de raios gama . Um evento explosivo 1000 vezes mais brilhante do que uma nova típica - conhecido como um kilonova - deve seguir esse tipo de evento.
As detecções quase simultâneas de ondas gravitacionais e raios gama de GW170817 aumentaram a esperança de que esse objeto fosse realmente um kilonova há muito procurado e observações com instalações ESO revelaram propriedades notavelmente próximas das previsões teóricas. Kilonovae foi sugerido há mais de 30 anos, mas isso marca a primeira observação confirmada.
Após a fusão das duas estrelas de nêutrons, um estouro de elementos químicos pesados ​​radioativos em rápida expansão deixou o kilonova, movendo-se tão rápido quanto um quinto da velocidade da luz. A cor do kilonova mudou de muito azul para muito vermelho nos próximos dias, uma mudança mais rápida do que a observada em qualquer outra explosão stellar observada.
" Quando o espectro apareceu em nossas telas, percebi que este era o evento transiente mais incomum que eu já vi " , observou Stephen Smartt, que liderou observações com a NTT da ESO como parte do extenso Estudo Espectroscópico ESO de Objetos Transientes (ePESSTO) programa de observação. " Eu nunca tinha visto nada parecido. Nossos dados, juntamente com dados de outros grupos, provaram a todos que essa não era uma supernova ou uma estrela variável de primeiro plano, mas era algo bastante notável ".
Spectra da ePESSTO e o instrumento X-Shooter da VLT sugerem a presença de césio e telúrio ejetados das estrelas de neutrões da fusão. Estes e outros elementos pesados, produzidos durante a fusão das estrelas de neutrões, seriam movidos para o espaço pelo subseqüente kilonova. Essas observações definem a formação de elementos mais pesados ​​do que o ferro através de reações nucleares dentro de objetos estelares de alta densidade, conhecidos como nucleossíntese de r-processo , algo que foi apenas teorizado antes.
" Os dados que temos até agora são uma combinação incrivelmente próxima da teoria. É um triunfo para os teóricos, uma confirmação de que os eventos LIGO-VIRGO são absolutamente reais, e uma conquista para o ESO ter reunido um conjunto tão surpreendente de dados no kilonova " , acrescenta Stefano Covino, autor principal de uma das Astronomia da Natureza papéis.
" A grande força da ESO é que possui uma ampla gama de telescópios e instrumentos para lidar com grandes e complexos projetos astronômicos, e em breve aviso. Nós entramos em uma nova era de astronomia multi-messenger! "Conclui Andrew Levan, principal autor de um dos trabalhos.