A explosão de raios gama mais brilhante já vista

Em outubro de 2022, astrônomos ficaram surpresos ao testemunhar a mais brilhante explosão de raios gama já registrada, rapidamente apelidada de BOAT, que significa “a mais brilhante de todos os tempos” (“brightest of all time”, em inglês).

Recentemente, cientistas descobriram que dados do telescópio espacial de raios gama Fermi, da NASA, revelaram uma característica nunca antes vista. Poucos minutos após a erupção da BOAT, o Gamma-ray Burst Monitor (GBM) do Fermi detectou um pico de energia incomum.

Quando a matéria interage com a luz, essa energia pode ser absorvida e reemitida de maneiras específicas, o que pode alterar o brilho de determinadas cores (ou energias). Essas interações podem criar características visíveis no espectro de luz, como um arco-íris, e revelar informações valiosas, como os elementos químicos envolvidos.

Em energias mais elevadas, essas características espectrais podem indicar processos específicos de partículas, como a aniquilação de matéria e antimatéria, que produz raios gama. Embora estudos anteriores tenham sugerido possíveis evidências dessas características em outras GRBs, análises subsequentes indicaram que poderiam ser apenas flutuações estatísticas.

As GRBs são as explosões mais poderosas do universo, emitindo grandes quantidades de raios gama, a forma mais energética de luz. O tipo mais comum de GRB ocorre quando o núcleo de uma estrela massiva esgota seu combustível, colapsa e forma um buraco negro em rápida rotação. A matéria que cai no buraco negro gera jatos de partículas que atravessam as camadas externas da estrela quase à velocidade da luz.

Essas explosões são detectadas quando um desses jatos aponta diretamente para a Terra. A BOAT, oficialmente conhecida como GRB 221009A, entrou em erupção em 9 de outubro de 2022, saturando imediatamente a maioria dos detectores de raios gama em órbita, incluindo os do Fermi. Isso impediu os cientistas de medir a parte mais intensa da explosão. No entanto, observações reconstruídas e argumentos estatísticos sugerem que a BOAT foi provavelmente a explosão mais brilhante que apareceu nos céus da Terra em 10.000 anos.

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Uma suposta linha de emissão foi observada quase cinco minutos após a explosão, quando a saturação no Fermi já havia diminuído. Essa linha persistiu por pelo menos 40 segundos, atingindo um pico de energia de cerca de 12 MeV (milhões de elétrons-volt), muito acima da energia da luz visível, que varia entre 2 e 3 elétrons-volt.

Mas o que gerou essa característica espectral? A equipe acredita que a explicação mais provável seja a aniquilação de elétrons com seus equivalentes de antimatéria, os pósitrons. Quando um elétron e um pósitron colidem, eles se aniquilam, gerando um par de raios gama com uma energia de 0,511 MeV. Como a matéria no jato se move quase à velocidade da luz, essa emissão é fortemente deslocada para o azul e impulsionada para energias muito mais altas. Se essa interpretação estiver correta, para produzir uma linha de emissão com um pico de 12 MeV, as partículas aniquiladoras precisariam estar se movendo em nossa direção a aproximadamente 99,9% da velocidade da luz.

Fonte: Artigo foi publicado na revista Science e NASA

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