Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
Uma erupção recorde de raios gama detectada em outubro de 2022 agora foi descrita como um evento em mil anos.
Chama-se GRB 221009A e, com até 18 teraelétron-volts de energia em suas emissões de luz, é considerada a mais poderosa erupção de raios gama já registrada.
Estávamos esperando para saber mais sobre essa explosão incrível, e agora as análises começaram a chegar no servidor de pré-publicação arXiv, com um trio de papers submetidos ao The Astrophysical Journal Letters.
De acordo com as análises, essa explosão excepcional de luz está quebrando as regras: a curva de luz de seu brilho posterior não adere perfeitamente às descrições teóricas de como deveria ser, sugerindo que há algo interessante e único em GRB 221009A.
Para recapitular, as erupções de raios gama são as explosões mais violentas do Universo, explodindo em fogo e fúria de forma tão poderosa que liberam mais energia do que o Sol liberaria em 10 bilhões de anos. As erupções de radiação eletromagnética são causadas por eventos cataclísmicos: supernovas ou explosões de hipernovas que estrelas massivas sofrem no final de suas vidas, ou colisões de sistemas binários envolvendo pelo menos uma estrela de nêutrons.
GRB 221009A foi detectada pela primeira vez em 9 de outubro de 2022 e foi inicialmente considerada uma erupção menos poderosa de raios-X de uma fonte relativamente próxima. O acompanhamento, no entanto, revelou que o flash de luz viajou muito mais longe do que se pensava – 2,4 bilhões de anos-luz (o que ainda o torna uma das erupções de raios gama mais próximas já detectadas) – significando que também foi muito mais poderoso do que suponha.
Nos 73 dias que se seguiram à descoberta inicial, os astrônomos observaram a erupção atentamente, acompanhando a evolução da sua curva de luz; a forma que a intensidade da luz faz em um gráfico ao longo do tempo. Eles tiveram que parar depois da marca de 70 dias porque o arrebol se moveu atrás do Sol, mas deve ressurgir em breve.
Em um paper liderado por Maia Williams, da Universidade Estadual da Pensilvânia, EUA, uma equipe de astrônomos descobriu que o brilho de raios-X de GRB 221009A logo após a erupção foi o mais brilhante já detectado pelo observatório Swift, em uma ordem de magnitude. Em uma simulação de erupções geradas aleatoriamente, apenas uma em 10.000 era tão poderosa quanto a GRB 221009A.
Uma vez que a distância foi contabilizada, o brilho de GRB 221009A foi consistente com outras erupções de raios gama no catálogo Swift. Outras apenas parecem mais escuras porque estão mais distantes. De acordo com os cálculos da equipe, são as características combinadas de GRB 221009A que a tornam realmente muito rara.
“Estimamos”, escreveram eles, “que erupções de raios gamas tão energéticas e próximas como GRB 221009A ocorrem a uma taxa de ≲1 por 1000 anos – tornando esta uma oportunidade verdadeiramente notável, improvável de se repetir em nosso tempo de vida”.
O que torna a erupções de raios gama verdadeiramente peculiar é a evolução do brilho residual, que não se encaixa na teoria padrão. Erupções de raios gama são normalmente seguidas pelo brilho de elétrons se movendo em velocidades próximas à da luz. Referido como uma emissão síncrotron, é o resultado dos choques que se formam quando a explosão inicial atinge o meio interestelar.
Pensa-se que as próprias erupções de raios gama consistem em energia concentrada em raios paralelos que formam jatos altamente colimados. Estudar a emissão síncrotron resultante pode ajudar os astrônomos a descobrir a forma da explosão e dos jatos.
De acordo com Williams e sua equipe, o brilho posterior sugere que a estrutura do jato de GRB 221009A é mais complexa do que o esperado ou não é estreitamente colimada. O último cenário, disseram eles, terá profundas implicações para a carga de energia do evento.
Em outro paper liderado por Tanmoy Laskar, da Universidade de Utah, EUA, uma equipe de astrônomos sugere que o brilho residual peculiar pode significar que há uma fonte adicional de emissão síncrotron no brilho posterior da erupção de raios gama, mas as implicações também podem ser mais sérias. O problema, eles sugerem, pode ser algo fundamentalmente errado com a teoria do pós-brilho síncrotron.
E um terceiro paper liderado pelo astrônomo Manisha Shrestha, da Universidade do Arizona, EUA, descobriu que o brilho posterior não contêm algumas das características que você esperaria ver em uma explosão de supernova. Eles descobriram que isso pode significar que a maior parte da carga de energia da GRB 221009A foi gasta nos jatos, deixando muito pouco para trás para sugerir que uma estrela explodindo foi responsável.
Espera-se que o brilho residual ressurja por trás do Sol este mês, e espera-se que ainda seja muito visível para nossos telescópios em vários comprimentos de onda. O que quer que esteja acontecendo com essa explosão peculiar, os astrônomos vão trabalhar muito para chegar ao fundo dela.
Os trabalhos de pesquisa foram todos submetidos ao The Astrophysical Journal Letters e estão disponíveis no servidor de pré-publicação arXiv. Eles podem ser encontrados aqui, aqui e aqui.
