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Pesquisadores do OzGrav empregaram supercomputadores de toda Austrália para simular três supernovas tipo II – com massas 39 vezes, 20 vezes e 18 vezes maiores do que o Sol – com o objetivo de entender melhor o processo de explosão de estrelas massivas, e assim tornar mais eficaz a próxima geração de detectores de ondas gravitacionais.

As supernovas tipo II, também chamadas de supernovas de colapso do núcleo, são alguns dos objetos mais luminosos do universo, e berço de buracos negros e estrelas de nêutrons. As ondas gravitacionais detectadas nessas supernovas ajudam os cientistas a entender melhor a astrofísica desses fenômenos cósmicos.

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Para os próximos detectores avançados de ondas gravitacionais, projetados para serem mais sensíveis, uma supernova com colapso do núcleo poderia ser o primeiro objeto a ser observado simultaneamente em luz eletromagnética, neutrinos e ondas gravitacionais. O OzGrav é o centro de pesquisa para ondas gravitacionais do Conselho de Pesquisa do governo australiano, que já investiu US$ 31,3 milhões para transformar o país em uma referência no setor.

Mas para detectar as ondas gravitacionais de uma supernova tipo II, os cientistas precisam prever como será o seu sinal, utilizando supercomputadores para simular essas explosões cósmicas. No estudo publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, as simulações seguem a explosão por um longo período – algo importante para previsões mais precisas da massa da estelares de nêutrons resultante.

Uma renderização 3D de uma supernova de colapso do núcleo (Bernhard Mueller, Monash University)

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“Nossos modelos são 39 vezes, 20 vezes e 18 vezes mais massivos que o nosso Sol. O modelo de massa solar 39 é importante porque está girando muito rapidamente, e a maioria das simulações de supernovas desse tipo não incluem os efeitos da rotação”, explica Jade Powell, coautora do estudo.

Na simulação, os dois modelos mais massivos produziram explosões energéticas alimentadas pelos neutrinos, mas o modelo menor não explodiu. Estrelas que não explodem emitem ondas gravitacionais de menor amplitude, mas a frequência de suas ondas gravitacionais está na faixa mais sensível dos detectores.

O modelo de rotação rápida mostrou grandes amplitudes de ondas gravitacionais que tornariam a estrela detectável a quase 6,5 milhões de anos-luz de distância. “Pela primeira vez, mostramos que a rotação altera a relação entre a frequência das ondas gravitacionais e as propriedades da recém-formada estrela de nêutrons”, completa Powell.

Via: OzGrav