Explosões de raios gama (GRBs) são um dos fenômenos mais energéticos do Universo e também um dos menos pesquisados. Essas explosões de energia ocorrem quando uma estrela massiva passa por supernova e emite raios duplos de raios gama que podem ser vistos a bilhões de anos-luz de distância. Por estarem intimamente ligados à formação de buracos negros, os cientistas estão ansiosos para estudar essa rara ocorrência com mais detalhes.
Infelizmente, poucas oportunidades para isso ocorreram, uma vez que os GRBs têm vida curta (duram apenas alguns segundos) e a maioria ocorreu em galáxias distantes. Mas, graças aos esforços usando um conjunto de telescópios, os astrônomos conseguiram detectar um GRB (designado GRB 190114C) em janeiro de 2019. Parte da radiação desse GRB foi a energia mais alta já observada, tornando-o um marco na história de astronomia.
O estudo que descreve essas descobertas (intitulado "Observação de emissões inversas de Compton de uma longa explosão de raios gama") apareceu recentemente na revista Natureza e deve aparecer no diário Astronomia e Astrofísica. O estudo foi liderado por Antonio de Ugarte Postigo, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia e incluiu membros da colaboração MAGIC, NASA e institutos de pesquisa em todo o mundo.
Em outras palavras, os GRBs são bastante comuns, ocorrendo cerca de uma vez por dia no Universo observável. Mas, devido à sua natureza breve e fugaz, tem sido muito difícil treinar instrumentos na fonte antes que eles desapareçam. Mas com a ajuda de vários telescópios otimizados para detecção de raios gama, o GRB 190114 foi observado bem a tempo.
Isso incluiu o Observatório Neil Gehrels Swift da NASA, o Telescópio Espacial Gamma-Ray Fermi, bem como os telescópios gêmeos principais Atmosphere Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) terrestres, localizados na Ilha Canária de La Palma e operados pelo Max Planck. Instituto de Física (MPP).
Quando esses telescópios observaram o GRB 190114C, eles observaram que parte da energia liberada media na faixa de 1Tera elétron volt (TeV) - cerca de um trilhão de vezes a energia por fóton observada com luz visível. Com base em observações anteriores, os astrônomos estimam que, para atingir esse nível de energia, o material emitido pela estrela em colapso deveria estar viajando a 99,999% da velocidade da luz.
Em outras palavras, o material de uma estrela moribunda teria que ser acelerado até os limites do que a matéria física pode suportar, a fim de gerar esse tipo de explosão energética. Esse material seria então forçado através das nuvens gasosas que circundam a estrela (os restos das camadas externas que foram arrancadas), causando um choque que cria a própria explosão de raios gama.
Os cientistas tentam observar emissões extremamente energéticas dos GRBs há muito tempo, e essa explosão em particular proporcionou a primeira oportunidade. Como o Dr. de Ugarte Postigo explicou em um comunicado de imprensa da ESA / Hubble:
“Os cientistas tentam observar emissões de energia muito alta provenientes de explosões de raios gama há muito tempo. Essa nova observação é um passo vital para entendermos as explosões de raios gama, seus arredores imediatos e como a matéria se comporta quando se move a 99,999% da velocidade da luz. ”
No futuro, vários observatórios espaciais estarão observando a supernova que produziu o GRB 190114C para aprender mais sobre seu ambiente e como essa explosão extrema foi produzida. Em particular, os astrônomos europeus receberam tempo de observação com o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA para estudar o ambiente de origem.
Esses esforços foram assistidos por astrônomos que usam o Very Large Telescope (VLT) do ESO e o Atacama Large Milimeter / submilimeter Array (ALMA) no Chile. Combinando suas observações com os dados obtidos pelo Hubble, os astrônomos foram capazes de observar a galáxia hospedeira desse GRB (localizado a 5 bilhões de anos-luz da Terra) em maiores detalhes.
Como Andrew Levan, do Instituto de Matemática, Astrofísica e Departamento de Física de Partículas da Astrofísica da Universidade Radboud, na Holanda, explicou:
“As observações de Hubble sugerem que essa explosão em particular estava em um ambiente muito denso, bem no meio de uma galáxia brilhante a 5 bilhões de anos-luz de distância. Isso é realmente incomum e sugere que talvez seja por isso que produziu essa luz excepcionalmente poderosa. ”
Este marco é uma prova da capacidade crescente de instrumentos astronômicos e da crescente importância da cooperação internacional. Também está de acordo com a era atual da astronomia, onde descobertas revolucionárias estão se tornando mais comuns. A cada ano que passa, fenômenos que antes eram pouco compreendidos ou constrangidos estão sendo pesquisados regularmente.
