Os cientistas detectaram uma longa explosão de raios gama de origem desconhecida – nada como isso aconteceu antes

Ao longo de muitas décadas de observações de explosões de raios gama no Universo, desenvolveu-se uma teoria coerente. Todos os eventos foram estritamente divididos em duas categorias: rajadas curtas (não superiores a dois segundos) ocorreram como resultado de fusões de estrelas de nêutrons, e rajadas longas (de dois segundos a seis horas) foram observadas durante o colapso de supernovas. Fontes de explosão nunca se cruzaram antes, mas há um ano sim: uma longa explosão de raios gama se originou de uma fonte claramente fora de sua categoria.

Fonte da imagem: Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA e serviços de computação de pesquisa de TI

Em dezembro de 2021, uma equipe de astrônomos liderada por cientistas da Northwestern University (Chicago) descobriu uma longa explosão de raios gama com duração de 50 s. O evento foi numerado GRB211211A, e foi visto pelo Fermi Space X-ray Telescope e pelo Neil Gerels Swift Earth Observatory Multispectral Telescope. Como longas explosões de raios gama sempre foram registradas após uma explosão de supernova, um brilho residual em todas as faixas eletromagnéticas permaneceu no local do colapso de estrelas massivas por muito tempo.

O brilho prolongado, de até uma semana ou mais, tornou possível direcionar telescópios ópticos, infravermelhos e até mesmo rádios para o local da explosão e coletar o máximo de dados possível sobre o evento. Mas não neste momento. Quando olharam ali pela “ótica”, não viram nada no local da explosão. Não havia restos de supernova. Isso significava que a longa explosão de raios gama produziu algo diferente do que a teoria sugeria.

Os cientistas ficaram um pouco surpresos e começaram a ligar tudo o que era possível à observação, já que o objeto explodiu relativamente perto – a uma distância de 1,1 bilhão de anos-luz da Terra e foi fácil observá-lo (tirando interferências na forma de nuvens espessas, que interferiram muito neste trabalho em particular).

Deve-se notar que explosões curtas de raios gama com duração inferior a dois segundos sempre foram registradas em sistemas estelares binários no caso de uma fusão de duas estrelas de nêutrons, uma estrela de nêutrons com um buraco negro ou, que ainda é uma teoria pura, no caso de uma fusão de dois buracos negros. As massas dos objetos (com a possível exceção do último caso) claramente não eram suficientes para uma liberação de energia de longo prazo na faixa gama. Desde 2010, a fusão e subsequente explosão de tais objetos é chamada de quilonova, já que até 1000 vezes mais energia é liberada do que na explosão de uma supernova.

Um estudo detalhado do evento GRB211211A em outras faixas mostrou que ainda há um arrebol, mas é bastante fraco e apresenta sinais de uma explosão de kilonova. Em outras palavras, uma longa explosão de raios gama nasceu em condições que não eram propícias a isso e nunca haviam sido observadas antes. Essa descoberta, pelo menos, forçará os cientistas a mudar sua compreensão da natureza das explosões de raios gama no universo. Novos instrumentos, como o telescópio de raios-X Einstein Probe, que deve ser lançado no ano que vem, e James Webb, cujos sensores infravermelhos são excelentes para procurar quilonovas, podem ajudar nisso.