Um recorde: cientistas acabaram de detectar uma erupção colossal de raios gama

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A impressão de um artista de uma erupção de raios gama. (Créditos: ESO/A. Roquete)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

Observatórios em todo o mundo acabaram de detectar uma erupção colossal de radiação extremamente energética descrita como “recordista“.

O evento, detectado pela primeira vez em 9 de outubro, foi tão brilhante que inicialmente foi confundido com um evento mais próximo de casa. Inicialmente apelidado de Swift J1913.1+1946, foi pensado para ser um breve flash e erupção de raios-X de uma fonte não muito distante. Foi apenas através de uma análise mais aprofundada que os astrônomos descobriram a verdadeira natureza do flash – uma erupção de raios gama, uma das explosões mais violentas do Universo, agora renomeada GRB 221009A.

Embora mais distante, ainda era uma dos mais próximas já vistas, a apenas 2,4 bilhões de anos-luz de distância. Além disso, esta erupção de raios gama excepcionalmente brilhante parece ser a mais energética já detectada, chegando a até 18 teraelectronvolts.

Para ser claro, embora essa proximidade seja 20 vezes mais próxima do que a média de uma longa erupção de raios gama, ela não representa absolutamente nenhum perigo para a vida na Terra.

Em vez disso, é tremendamente emocionante – um evento que pode lançar uma nova luz (trocadilho intencional) sobre essas explosões fascinantes. Embora sua proximidade faça com que pareça mais brilhante em nosso céu, GRB 221009A é possivelmente a erupção de raios gama mais intrinsecamente brilhante que já vimos.

“Este é realmente um evento muito emocionante!” disse a astrônoma e especialista em eventos transitórios Gemma Anderson, do seção da Universidade Curtin do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia (ICRAR) na Austrália, ao ScienceAlert.

“Este evento sendo tão próximo, mas também muito energético, significa que a luz de rádio, óptica, raios X e raios gama que produz é extremamente brilhante e, portanto, fácil de observar. Podemos, portanto, estudar esta erupção de raios gama com muitos telescópios grandes e pequenos ao redor do mundo e coletar conjuntos de dados muito abrangentes à medida que primeiro se ilumina e depois desaparece.”

“Em 10/10/2022, observei o brilho óptico do evento extremamente brilhante GRB 221009A = Swift J1913.1+1946 remotamente usando o telescópio do Observatório Burke-Gaffney. Imagem: 12×300 seg., filtro IC. Mais informações: https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3/32664.gcn3 ” (Créditos: Филипп Романов/Filipp Romanov @romanov_filipp/Twitter)

A radiação gama é a forma de luz mais energética do Universo, produzida pelo decaimento radioativo dos núcleos atômicos. E uma erupção de raios gama é um evento colossal, descarregando em poucos segundos tanta energia quanto o Sol produziria em 10 bilhões de anos. Essas explosões marcam o fim da vida de uma estrela massiva – uma supernova ou hipernova. Eles também podem emergir de uma colisão entre duas estrelas de nêutrons.

Basicamente, quando uma estrela com mais massa do que cerca de oito sóis espremidos fica sem material para alimentar sua fusão de hidrogênio, a pressão externa cai e a estrela colapsa sob a gravidade. Isso produz uma explosão colossal (a supernova), impulsionando o material externo para o espaço, enquanto o núcleo colapsa em uma estrela de nêutrons ou buraco negro.

Diferentes perfis de erupção de raios gama significam diferentes tipos de explosões, que desaparecem de maneiras diferentes. Quando os astrônomos observaram uma colisão entre duas estrelas de nêutrons em 2017, produziu uma curta erupção de raios gama. Erupções de longa duração estão associadas a eventos extraordinariamente poderosos, como supernovas e hipernovas superluminosas.

Ainda não está claro o que estamos vendo com o evento GRB 221009A.

“Ainda é muito cedo para dizer”, disse Anderson. “A luz de uma supernova subjacente levará dias para brilhar. No entanto, dada a longa duração desta erupção de raios gama, pode ser um tipo muito poderoso de supernova.”

O que sabemos é que a explosão parece ter surgido de uma galáxia muito empoeirada e que era muito poderosa. E o Observatório do Grande Mostrador de Ar de Alta Altitude (LHAASO), um observatório de Cherenkov na China, detectou fótons com energias de até aproximadamente 18 teraelectronvolts (TeV). Até o momento, apenas um punhado de erupções de raios gama foram detectados com emissão na faixa de TeV; se os dados LHASO forem verificados, GRB 221009A será a primeira acima de 10 TeV.

Há, por enquanto, muita ciência a ser feita nos dias seguintes à erupção. Os cientistas estão treinando telescópios na localização do objeto para observar o comportamento do brilho residual em vários comprimentos de onda quanto possível, informações cruciais para descobrir em detalhes a causa da erupção.

“Quando você está lidando com explosões cósmicas que lançam restos estelares perto da velocidade da luz, deixando um buraco negro para trás, você está assistindo a física ocorrendo nos ambientes mais extremos que são impossíveis de recriar na Terra”, disse Anderson.

“Ainda não entendemos completamente esse processo. Uma erupção tão próxima significa que podemos coletar dados de alta qualidade para estudar e entender como essas erupções ocorrem.”