Quão "rápido" ocorrem os eventos astronômicos?


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Eu já vi várias notícias sobre astronomia, mas não sei como ela funciona ou como as pessoas a observam. Isso me fez pensar: se eu quiser assistir a uma supernova, por exemplo, quanto tempo terei que procurá-la para assistir todo o "evento"? Ou eventos como a NASA " vendo algo saindo de um buraco negro ", eles estavam "olhando" para o buraco negro quando algo saiu muito rapidamente ou eles o observaram por meses? Ou talvez o nascimento de um buraco negro?

Agora, eu sei que buracos negros que desaparecem há alguns trilhões de anos, estou curioso quanto tempo leva para os astrônomos observarem esses eventos.


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Não é exatamente a mesma coisa, mas esta figura em Rau et al 2012 dá uma idéia do tempo de decaimento de alguns transientes astronômicos. A regra básica é que os eventos não podem acontecer mais rapidamente do que o tempo de cruzamento da luz na região variável. Portanto, se um disco de acreção de um buraco negro 1 dia claro através de alterações no brilho, isso faz o tempo para a variação 1 dia. Fontes menores e menores podem variar mais rapidamente.
astrosnapper

Quanto tempo leva para uma estrela queimada entrar em colapso? Ou seja, quando o colapso real começa?
db

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A resposta para isso provavelmente depende muito de como você define quando o "evento" começa e termina.
probably_someone

Respostas:


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Uma supernova (e muitos outros eventos interessantes) começa abruptamente - um flash de neutrinos com duração de apenas uma fração de segundo, mas então diferentes aspectos do evento acontecem em minutos, dias, horas ou anos. Há alguns anos, a comunidade astronômica desenvolve maneiras cada vez mais sofisticadas de lidar com esses eventos. Instrumentos com um amplo campo de visão (observatórios gravitacionais, observatórios de neutrinos, detectores de raios gama em satélites) detectam os eventos inicialmente e trazem as primeiras redes de telescópios robóticos e, em seguida, humanos e telescópios ainda maiores ao circuito para tentar obter o máximo de informações possível. possível sobre os estágios iniciais violentos e em rápido desenvolvimento. Veja, por exemplo, http://growth.caltech.edu/

Outras coisas são mais lentas. O evento "algo saindo de um buraco negro" (não é exatamente isso, apenas algo vindo de muito perto de um buraco negro) leva muito tempo, essa foi apenas a primeira ocasião em que eles observaram aquele buraco negro com o instrumento certo .


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Como descrito em outras respostas, a maioria dos eventos astronômicos varia em escalas de tempo bastante longas. Mesmo uma supernova, que começa repentinamente, tem uma curva de luz subsequente que atinge o pico, e depois decai geralmente por muitos meses. No entanto, existem alguns eventos mais curtos.

Nas recentes observações das ondas gravitacionais do LIGO, o estágio final inspirador e fusão de buracos negros binários ou estrelas de nêutrons gera um sinal GW detectável por menos de um segundo.

Outras observações astronômicas de curto prazo ocorrem dentro do sistema solar. É claro que o Sol e os planetas se movem pelo céu ao longo do ano, e a Lua muda de fase continuamente, repetindo-se a cada mês. Ocasionalmente, eclipses solares e lunares ocorrem em uma escala de horas, com a duração total de apenas alguns minutos para um eclipse solar. Prazos semelhantes se aplicam a outros trânsitos do sistema solar. Ocultações, onde um objeto do sistema solar passa na frente de uma estrela, são quase instantâneas para um observador visual. Trilhas de meteoros na atmosfera são comuns e raramente são visíveis por mais de alguns segundos.


Mas isso é realmente a supernova que dura tanto tempo? A lança acaba muito rapidamente, a luz seguinte é o que está sendo emitido pelo material soprado. Normalmente, consideramos essa luz como parte da supernova, mas não acho que isso esteja correto.
Loren Pechtel 16/06/19

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Observe também que, enquanto a espiral final e a mesclagem de buracos negros duram menos de um segundo, o "tudo o resto" (uma vez que os dois objetos estão gravitacionalmente ligados um ao outro) que leva até esse momento leva milhões de anos. @LorenPechtel Considere também que a luz pode se afastar de nós, refletir outros materiais no sistema e refletir novamente em nossa direção, portanto não é apenas a radiação "pós-brilho".
Draco18s não confia mais em SE

@ Draco18s Com seus buracos negros, há milhões ou bilhões de anos em espiral, uma pequena fração de segundo de um boom e depois a onda de choque irradiando. Três efeitos, não um.
Loren Pechtel 16/06/19

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@ LorenPechtel, eu concordo, os sistemas binários entram em espiral por um período muito longo antes de perder energia suficiente emitindo GW para mesclar. Isso não muda o fato de que apontei que o LIGO só pode detectar o pulso curto final do GW mais forte que levou à fusão. A existência do evento de fusão e detalhes substanciais sobre massas, rotações etc. dos objetos de fusão são extraídos por modelagem a partir deste sinal curto. Outras observações de explosão de raios gama ou emissão posterior de raios X de uma onda de choque interagindo com a matéria circundante fornecem informações e confirmação adicionais.
amateurAstro

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@LorenPechtel A parte do meu comentário antes do seu nome era mais direcionada ao Amateur. Além disso, incluí essas informações ("a espiral final e a mesclagem"), mas eu estava especificamente apontando que a liderança durou muito tempo e que ele não havia mencionado nada disso. O fato de a espiral final e a onda de choque serem eventos separados não era relevante.
Draco18s não confia mais em SE

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Em nossa galáxia, as supernovas visíveis da Terra são eventos muito raros; portanto, se você esperar que os astrônomos dêem o alarme quando virem o próximo, você poderá esperar centenas de anos. As perspectivas de ver uma em galáxias distantes são muito melhores, mas mesmo assim não são eventos do dia a dia. As chances de vê-lo desde o início, quando a estrela entra em colapso e explode, são quase inexistentes porque, quando ocorrem, elas precisam atingir um brilho considerável para se tornarem visíveis na Terra. No entanto, procurar supernovas é algo que um amador bem equipado pode fazer, mas exige muita paciência. Quanto aos feixes de partículas energéticas que alguns buracos negros emitem, eles não surgem de dentro do próprio buraco negro, mas da matéria no disco de acreção que é acelerada pelos pólos do campo magnético do buraco negro.


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A resposta é que alguns fenômenos são incrivelmente rápidos. Outros levam bilhões ou trilhões de anos (ou mais). Mas, a maioria dos eventos observados não ocorre apenas uma vez. Portanto, podemos observar eventos mais longos várias vezes e observar "instantâneos" de vários momentos diferentes durante o processo e interpolar para obter o processo como um todo.


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Sua pergunta me parece mais sobre humanidade do que astronomia. Definimos o que é interessante para nós: não há lei física sobre o que é "interessante".

A parte "interessante" de uma supernova pode levar alguns meses (quando está mais brilhante), no entanto, se pudéssemos prever quando uma estrela estava dentro de dez anos depois de se tornar uma supernova, isso aumentaria a janela de "interessante".

O sol tem sido observado pelos seres humanos por tanto tempo quanto eles existem. Ainda achamos interessante. Agora sabemos muito mais sobre isso do que quando os humanos apareceram pela primeira vez na Terra.

Em resumo, a duração de um evento interessante depende inteiramente de nós, e cada tipo de evento interessante terá sua própria duração típica. Pode ser de milissegundos a milênios.


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O universo é bastante robusto, pois se a física permitir uma situação específica, geralmente haverá algum lugar ou tempo no universo em que essa situação ocorrerá. Assim, quaisquer escalas de tempo permitidas pela física, o universo terá fenômenos astrofísicos que ocorrem nessas escalas de tempo.

Esse é um longo caminho para fornecer a resposta "o mais rápido possível, o mais lento possível e tudo o mais".

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