Laboratório de imagens conceituais no Goddard Space Flight Center da NASA
Os cientistas estão em estado de pânico desde que vários detectores espaciais detectaram uma poderosa explosão de raios gama (GRB) em outubro de 2022 – uma explosão tão ativa que os astrônomos a apelidaram de BOAT (explosão mais brilhante de todos os tempos). Agora, uma equipe internacional de astrônomos analisou um pico de energia incomum detectado pelo telescópio espacial de raios gama Fermi da NASA e concluiu que era um espectro de emissão, de acordo com Novo papel Esses resultados foram publicados na revista Science. Segundo os autores, é a primeira linha de emissão de alta confiança já observada em 50 anos de estudo de explosões de raios gama.
Conforme relatado anteriormente, as explosões de raios gama são explosões de energia extremamente alta em galáxias distantes que duram de meros milissegundos a várias horas. Existem duas categorias de explosões de raios gama. A maioria (70%) são explosões longas que duram mais de 2 segundos, muitas vezes acompanhadas por um brilho intenso. Geralmente estão associados a galáxias com rápida formação estelar. Os astrónomos acreditam que as longas explosões estão ligadas à morte de estrelas massivas que colapsam para formar uma estrela de neutrões ou um buraco negro (ou, alternativamente, uma estrela magnética recém-formada). Um pequeno buraco negro produziria jatos de partículas de alta energia movendo-se próximo à velocidade da luz, poderosos o suficiente para penetrar nos restos da estrela progenitora e emitindo raios X e raios gama.
As explosões de raios gama que duram menos de dois segundos (cerca de 30 por cento) são explosões curtas e geralmente emanam de regiões com muito pouca formação estelar. Os astrônomos acreditam que essas explosões de raios gama são o resultado de uma fusão entre duas estrelas de nêutrons, ou de uma estrela de nêutrons se fundindo com um buraco negro, formando uma quilonova. Esta hipótese foi levantada Foi confirmado em 2017 Quando a colaboração LIGO capturou o sinal de onda gravitacional de duas estrelas de nêutrons enquanto elas se fundiam, acompanhadas por poderosas explosões de raios gama associadas a quilonovas.
Vários artigos Postou No ano passado, a NASA publicou um relatório sobre os resultados analíticos de todos os dados observacionais. Estes resultados confirmaram que a explosão de raios gama 221009A era na verdade um BOAT, pois parecia particularmente brilhante porque o seu jato estreito apontava diretamente para a Terra. Mas as diversas análises também produziram vários resultados surpreendentes que confundiram os astrónomos. Mais notavelmente, uma explosão de supernova deveria ocorrer algumas semanas após a explosão inicial, mas os astrônomos não detectaram nenhuma, talvez porque era muito fraca, e as densas nuvens de poeira naquela parte do céu estavam obscurecendo qualquer luz que chegasse.
No início deste ano, os astrónomos confirmaram que o barco veio de uma supernova, graças a sinais de elementos básicos como o cálcio e o oxigénio que se espera encontrar numa supernova. No entanto, não encontraram nenhuma evidência dos esperados elementos pesados, como a platina e o ouro, o que está relacionado com a questão de longa data sobre a origem de tais elementos no Universo. O barco pode ser especial nesse aspecto; Mais dados nos dirão mais.
“Isso me deu arrepios”
Poucos minutos após a erupção, o monitor de explosão de raios gama do Observatório Fermi registrou um pico de energia incomum. Os cientistas dizem agora que esta característica é a primeira linha de emissão de alta confiança alguma vez observada em cinquenta anos de estudo de explosões de raios gama.
De acordo com os autores, a recém-descoberta linha de emissão espectral é provavelmente o resultado de uma colisão de matéria e antimatéria, produzindo um par de raios gama que são deslocados para o azul em direção a energias mais altas quando olhamos para o jato. A presença de emissão espectral associada ao GRB é importante porque pode esclarecer os produtos químicos específicos envolvidos nas reações. Houve estudos anteriores que relataram possíveis evidências de linhas de absorção ou emissão em outros GRBs, mas geralmente era mais provável que fossem ruído estatístico.
Mas esse não é o caso desta última descoberta, de acordo com o coautor Om Charan Salavia, do Observatório INAF-Brera, em Milão, Itália, que Ele acrescentou que “As probabilidades de isto se transformar numa flutuação estatística são de ‘menos de uma probabilidade em meio bilhão'”, afirma a sua colega e coautora do Instituto Nacional de Astrofísica, Maria Edvig Ravasio. Ele disse que Quando ela viu a placa pela primeira vez, “me deu arrepios”.
Por que os astrônomos demoraram tanto para descobri-lo? Quando o BOAT entrou em erupção pela primeira vez em 2022, saturou a maioria dos detectores de raios gama no espaço, incluindo o Telescópio Espacial Fermi, deixando-os incapazes de medir a parte mais densa da explosão. A linha de emissão só apareceu uns bons cinco minutos após a explosão, quando diminuiu o suficiente para que Fermi pudesse fazer uma medição. A emissão espectral durou cerca de 40 segundos e atingiu um pico de energia de cerca de 12 MeV, em comparação com 2 ou 3 MeV da luz visível, segundo os autores.
Ciência, 2024. DOI: 10.1126/science.adj3638 (Sobre DOI).
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