A explosão espacial mais poderosa já revelou um desenvolvimento surpreendente: ScienceAlert

Em outubro de 2022, pesquisas começaram a monitorar o céu em busca de explosões no espaço Como um sapo em uma meia.

a razão? Algo a 2,4 mil milhões de anos-luz de distância desencadeou a maior explosão de raios gama alguma vez registada. O evento, GRB 221009A, atingiu um recorde de 18 TeV e foi tão poderoso que abalou a atmosfera externa da Terra.

O evento, apelidado de The Boat (o mais brilhante de todos), mais tarde determinamos ser o nascimento de um buraco negro como resultado da morte violenta de uma estrela massiva.

Agora, uma nova análise da luz de ponta revelou as complexidades desta explosão, descobrindo que, apesar de toda a fúria dos raios gama, o barco era na verdade surpreendentemente comum, algo que não esperávamos.

“Não é mais brilhante do que as supernovas anteriores.” diz o astrofísico Peter Blanchard Da Northwestern University, nos Estados Unidos.

“Parece bastante natural no contexto de outras supernovas associadas a explosões de raios gama (GRBs) menos energéticas. Você poderia esperar que a mesma estrela em colapso que produz GRBs muito ativas e brilhantes também produzisse uma supernova muito ativa e brilhante. acaba sendo o caso. “Não é assim. Temos um GRB muito luminoso, mas é uma supernova normal.”

Explosões de raios gama São as explosões mais poderosas já vistas no universo. São, como o próprio nome sugere, explosões de radiação gama — a luz mais energética do universo — que podem explodir em 10 segundos com a mesma energia que o Sol emite em 10 mil milhões de anos.

Sabemos de pelo menos dois eventos principais que podem criar GRBs: a formação de um buraco negro quando uma estrela massiva se transforma em supernova, ou a supernova que acompanha a fusão de duas estrelas de nêutrons.

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Acredita-se também que os tipos de novas que produzem explosões de raios gama sejam responsáveis ​​pela produção de elementos pesados ​​no universo. O problema é que os elementos pesados ​​simplesmente não existiam até que as estrelas os criaram.

As estrelas são compostas principalmente de gás hidrogênio, que é abundante no universo, mas elas colidem os núcleos atômicos para formar elementos mais pesados. Isto se aplica ao ferro, porque a fusão dos átomos de ferro absorve mais energia do que gera.

No entanto, elementos mais pesados ​​que o ferro podem formar-se durante os violentos espasmos de uma gigantesca explosão cósmica. Nós vimos isso! Após colisões de estrelas de nêutrons, os cientistas descobriram elementos que são pesados ​​demais para terem sido formados pela fusão do núcleo.

Um conceito artístico de GRB 221009A mostra jatos explodindo de um buraco negro recém-formado. (Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA/Serviços de Tecnologia da Informação, Computação e Pesquisa de Dados)

Mas há muita coisa que não sabemos. Se conseguirmos restringir a gama de explosões com maior probabilidade de produzir estes elementos, teremos uma nova ferramenta para compreender não só como o Universo produz coisas, mas também quão comuns são tais explosões.

Então, naturalmente, Blanchard e seus colegas queriam dar uma olhada no GRB 221009A para ver se havia sinais de elementos pesados ​​na luz que ele emite.

Mas eles tiveram que esperar. A explosão foi tão forte que cegou nossos instrumentos.

“A explosão GRB foi tão brilhante que obscureceu qualquer possível assinatura de supernova nas primeiras semanas e meses após a explosão.” Blanchard explica.

“Nesses momentos, o chamado brilho residual do GRB parecia os faróis de um carro vindo direto em sua direção, impedindo que você visse o carro em si. Então, tivemos que esperar até que ele tivesse diminuído significativamente para nos dar a chance de veja a supernova.”

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Somente cerca de seis meses após a explosão ter sido vista pela primeira vez é que os pesquisadores conseguiram usar o Telescópio Espacial James Webb para observar a luz em comprimentos de onda infravermelhos. Desta forma, conseguiram determinar que a própria supernova era relativamente normal. A razão pela qual era tão brilhante foi provavelmente porque a explosão de raios gama foi direcionada diretamente para a Terra.

Em seguida, os investigadores combinaram os dados do Telescópio Espacial James Webb com observações de rádio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array para procurar bandas de comprimento de onda específicas consistentes com a presença de elementos pesados. No entanto, embora tenham encontrado coisas como cálcio e oxigénio, que são bastante comuns nas supernovas, não houve sinal de produção de elementos pesados.

Agora, a taxa de fusão das estrelas de nêutrons não é suficiente para gerar a quantidade de matéria pesada que vemos no universo. Esperava-se que explosões gigantes como a GRB 221009A contribuíssem, mas a falta de elementos pesados ​​sugere que estávamos errados sobre isso.

Portanto, precisamos analisar outras fontes potenciais para ver se conseguimos identificar o culpado, dizem os pesquisadores.

“Não vimos assinaturas destes elementos pesados, o que sugere que explosões de raios gama muito energéticas como o barco não produzem estes elementos.” Blanchard diz.

“Isso não significa que todas as explosões GRB não os produzam, mas é uma informação essencial à medida que continuamos a entender de onde vêm esses elementos pesados. Observações futuras com o JWST determinarão se os primos ‘naturais’ do BOAT os produzem. elementos.”

Os resultados foram publicados em Astronomia da natureza.

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