Em outubro de 2022, as pesquisas que monitoravam os céus em busca de explosões no espaço começaram a disparar. A razão? Algo a 2,4 bilhões de anos-luz de distância ejetou a maior explosão de radiação gama alguma vez registrada. O evento, GRB 221009A, atingiu um recorde de 18 teraelétron-volts e foi tão poderoso que abalou a atmosfera externa da Terra.
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O evento, apelidado de BOAT (O Mais Brilhante de Todos os Tempos), mais tarde determinamos ser o nascimento de um buraco negro a partir da morte violenta de uma estrela massiva.
Agora, uma nova análise da luz em evolução revelou os meandros desta explosão e descobriu que, apesar de toda a sua fúria de raios gama, o BOAT era na verdade surpreendentemente comum, o que não era algo que esperávamos.
“Não é mais brilhante do que as supernovas anteriores”, diz o astrofísico Peter Blanchard, da Universidade Northwestern, nos EUA.
“Parece bastante normal no contexto de outras supernovas associadas a explosões de raios gama (GRBs) menos energéticas. Você poderia esperar que a mesma estrela em colapso produzindo uma GRB muito energética e brilhante também produziria uma supernova muito energética e brilhante. Mas acontece que não é esse o caso. Temos esta GRB extremamente luminosa, mas uma supernova normal.”
As explosões de raios gama são as explosões mais poderosas vistas no cosmos. São, como o nome sugere, explosões de radiação gama – a luz mais energética do Universo – que podem explodir em 10 segundos com tanta energia como o Sol emitiria em 10 bilhões de anos.
Sabemos de pelo menos dois eventos importantes que podem criar uma GRB: a formação de um buraco negro quando uma estrela massiva se transforma em supernova, ou a hipernova que acompanha a fusão de duas estrelas de nêutrons.
Acredita-se que os tipos de novas que produzem explosões de raios gama também sejam responsáveis pela produção de elementos pesados no Universo. A questão é que os elementos pesados simplesmente não existiam até que as estrelas os criassem.
As estrelas formam-se principalmente a partir do gás hidrogênio abundante no Universo, mas colidem núcleos atômicos nos seus núcleos para criar elementos mais pesados. Isso atinge o máximo no ferro, porque a fusão dos átomos de ferro suga mais energia do que gera.
Elementos mais pesados que o ferro, entretanto, podem ser formados no meio violento de uma gigantesca explosão cósmica. E nós vimos isso! Após as colisões de estrelas de nêutrons, os cientistas detectaram elementos pesados demais para se formarem por meio da fusão do núcleo.
Mas há muita coisa que não sabemos. Se conseguirmos identificar quais explosões têm maior probabilidade de produzir esses elementos, teremos uma nova ferramenta para compreender não apenas como o Universo produz as coisas, mas também quão comuns são essas explosões.
Então, naturalmente, Blanchard e seus colegas queriam dar uma olhada na GRB 221009A para ver se havia assinaturas de elementos pesados na luz que ela emitia.
Mas eles tiveram que esperar. A explosão foi tão forte que basicamente cegou nossos instrumentos.
“A GRB era tão brilhante que obscureceu qualquer assinatura potencial de supernova nas primeiras semanas e meses após a explosão”, explica Blanchard.
“Nesses momentos, o chamado brilho residual da GRB era como os faróis de um carro vindo direto em sua direção, impedindo que você visse o carro em si. Então, tivemos que esperar que ele diminuísse significativamente para nos dar uma chance de ver a supernova.”
Só cerca de seis meses depois de termos visto a explosão pela primeira vez é que os investigadores conseguiram usar o Telescópio Espacial James Webb para observar a luz em comprimentos de onda infravermelhos. Foi assim que conseguiram determinar que a supernova em si era relativamente normal. A razão pela qual era tão brilhante foi provavelmente porque o jato da explosão de raios gama foi direcionado diretamente para a Terra.
Os pesquisadores então combinaram os dados do JWST com observações de rádio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array para procurar faixas de comprimento de onda específicas consistentes com a presença de elementos pesados. No entanto, embora tenham encontrado coisas como cálcio e oxigênio, que são bastante comuns nas supernovas, não houve sinal de produção de elementos pesados.
Agora, a taxa à qual as estrelas de nêutrons se fundem não é suficiente para gerar a quantidade de material pesado que vemos no Universo. Esperava-se que explosões gigantes como a GRB 221009A contribuíssem, mas a falta de elementos pesados sugere que estávamos errados sobre isso.
Portanto, precisamos analisar outras fontes potenciais para ver se conseguimos identificar o responsável, dizem os pesquisadores.
“Não vimos assinaturas destes elementos pesados, sugerindo que GRBs extremamente energéticos como o BOAT não produzem estes elementos”, diz Blanchard.
“Isso não significa que todos as GRBs não os produzam, mas é uma informação importante à medida que continuamos a compreender de onde vêm estes elementos pesados. Observações futuras com o JWST determinarão se os primos ‘normais’ do BOAT produzem estes elementos.”
As descobertas foram publicadas na Nature Astronomy.
Traduzido de ScienceAlert
