{"id":5638,"date":"2022-12-09T08:26:29","date_gmt":"2022-12-09T07:26:29","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=5638"},"modified":"2022-12-09T08:26:30","modified_gmt":"2022-12-09T07:26:30","slug":"telescopios-examinam-uma-explosao-cosmica-revolucionaria","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2022\/12\/09\/telescopios-examinam-uma-explosao-cosmica-revolucionaria\/","title":{"rendered":"Telesc\u00f3pios examinam uma explos\u00e3o c\u00f3smica revolucion\u00e1ria<\/strong>"},"content":{"rendered":"\n

No dia 11 de dezembro de 2021, o Observat\u00f3rio Neil Gehrels Swift e o Telesc\u00f3pio Espacial Fermi detetaram uma explos\u00e3o de luz altamente energ\u00e9tica proveniente dos arredores de uma gal\u00e1xia a cerca de mil milh\u00f5es de anos-luz. O evento fez estremecer a compreens\u00e3o dos cientistas sobre as explos\u00f5es de raios-gama (ou GRBs, “gamma-ray bursts” em ingl\u00eas), os eventos mais poderosos do Universo.<\/p>\n\n\n\n

Ao longo das \u00faltimas d\u00e9cadas, os astr\u00f3nomos t\u00eam geralmente dividido os GRBs em duas categorias. As explos\u00f5es longas emitem raios-gama durante dois segundos ou mais e t\u00eam origem na forma\u00e7\u00e3o de objetos densos como buracos negros nos centros de estrelas massivas em colapso. As explos\u00f5es curtas emitem raios-gama durante menos de dois segundos e s\u00e3o provocadas pela fus\u00e3o de objetos densos, como estrelas de neutr\u00f5es. Os cientistas observam por vezes explos\u00f5es curtas a que se segue um surto de luz vis\u00edvel e infravermelha chamada quilonova.<\/p>\n\n\n

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Nesta ilustra\u00e7\u00e3o temos duas estrelas de neutr\u00f5es no in\u00edcio do processo de fus\u00e3o, expelindo um jato de part\u00edculas velozes e produzindo uma nuvem de detritos. Os cientistas pensam que este tipo de eventos s\u00e3o f\u00e1bricas para uma parte significativa dos elementos pesados do Universo, incluindo o ouro.
Cr\u00e9dito: A. Simonnet (Universidade Estatal de Sonoma) e Centro de Voo Espacial Goddard da NASA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

“Esta explos\u00e3o, denominada GRB 211211A, foi uma mudan\u00e7a de paradigma, uma vez que \u00e9 a primeira explos\u00e3o de raios-gama de longa dura\u00e7\u00e3o que tem origem numa fus\u00e3o de estrelas de neutr\u00f5es”, disse Jillian Rastinejad, estudante na Universidade Northwestern em Evanston, no estado norte-americano de Illinois, que liderou uma equipa que estudou a explos\u00e3o. “A explos\u00e3o altamente energ\u00e9tica durou cerca de um minuto e as nossas observa\u00e7\u00f5es de acompanhamento levaram \u00e0 identifica\u00e7\u00e3o de uma quilonova. Esta descoberta tem profundas implica\u00e7\u00f5es na origem dos elementos pesados do Universo”.<\/p>\n\n\n\n

Uma explos\u00e3o de raios-gama cl\u00e1ssica come\u00e7a com duas estrelas de neutr\u00f5es em \u00f3rbita, os remanescentes esmagados de estrelas massivas que explodiram como supernovas. \u00c0 medida que as estrelas se orbitam cada vez mais intimamente, roubam material rico em neutr\u00f5es uma da outra. Tamb\u00e9m produzem ondas gravitacionais, ou ondula\u00e7\u00f5es no espa\u00e7o-tempo – embora nenhuma tenha sido detetada a partir deste evento.<\/p>\n\n\n\n

Eventualmente, as estrelas de neutr\u00f5es colidem e fundem-se, criando uma nuvem de detritos quentes que emite luz em v\u00e1rios comprimentos de onda. Os cientistas teorizam que jatos de part\u00edculas velozes, lan\u00e7adas pela fus\u00e3o, produzem o surto inicial de raios-gama antes de colidirem com os destro\u00e7os. O calor gerado pela decomposi\u00e7\u00e3o radioativa dos elementos nos detritos, ricos em neutr\u00f5es, cria provavelmente a luz vis\u00edvel e infravermelha da quilonova. Este decaimento resulta na produ\u00e7\u00e3o de elementos pesados como ouro e platina.<\/p>\n\n\n\n

“H\u00e1 muitos anos, Neil Gehrels, o astrof\u00edsico que o Observat\u00f3rio Swift honra, sugeriu que as fus\u00f5es de estrelas de neutr\u00f5es poderiam produzir algumas explos\u00f5es longas”, disse Eleonora Troja, astrof\u00edsica da Universidade de Roma que liderou outra equipa que estudou a explos\u00e3o. “A quilonova que observ\u00e1mos \u00e9 a prova que liga fus\u00f5es a estes eventos de longa dura\u00e7\u00e3o, for\u00e7ando-nos a repensar como os buracos negros se formam”.<\/p>\n\n\n\n

O Fermi e o Swift detetaram a explos\u00e3o simultaneamente, e o Swift foi capaz de identificar rapidamente a sua localiza\u00e7\u00e3o na dire\u00e7\u00e3o da constela\u00e7\u00e3o de Boieiro, permitindo com que outras instala\u00e7\u00f5es respondessem rapidamente com observa\u00e7\u00f5es de acompanhamento. As suas observa\u00e7\u00f5es forneceram o olhar mais precoce, at\u00e9 agora, das primeiras fases de uma quilonova.<\/p>\n\n\n\n

Muitos grupos de investiga\u00e7\u00e3o aprofundaram as observa\u00e7\u00f5es recolhidas pelo Swift, pelo Fermi, pelo Telesc\u00f3pio Espacial Hubble e por outros. Alguns sugeriram que as complexidades da explos\u00e3o podem ser explicadas pela fus\u00e3o de uma estrela de neutr\u00f5es com outro objeto massivo, como um buraco negro. O evento tamb\u00e9m foi relativamente pr\u00f3ximo, tendo em conta os padr\u00f5es dos GRBs, o que pode ter permitido aos telesc\u00f3pios captar a luz mais fraca da quilonova. Talvez alguns surtos mais longos e distantes pudessem tamb\u00e9m produzir quilonovas, mas n\u00e3o conseguimos observ\u00e1-las.<\/p>\n\n\n

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Esta imagem pelo Gemini North, sobreposta a uma imagem tirada com o Telesc\u00f3pio Espacial Hubble, mostra o brilho no infravermelho pr\u00f3ximo de uma quilonova produzida por um GRB de longa dura\u00e7\u00e3o (GRB 211211A). Esta descoberta desafia a teoria dominante de que os GRBs longos prov\u00eam exclusivamente de supernovas, as explos\u00f5es do fim de vida de estrelas massivas.
Cr\u00e9dito: Observat\u00f3rio Gemini\/NOIRLab\/NSF\/AURA\/M. Zamani; NASA\/ESA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A luz que se seguiu \u00e0 explos\u00e3o, chamada emiss\u00e3o remanescente, tamb\u00e9m exibiu caracter\u00edsticas invulgares. O Fermi detetou raios-gama altamente energ\u00e9ticos que come\u00e7aram 1,5 horas ap\u00f3s a explos\u00e3o e duraram mais de 2 horas. Estes raios-gama atingiram energias at\u00e9 mil milh\u00f5es de eletr\u00f5es-volt (a energia da luz vis\u00edvel mede entre cerca de 2 a 3 eletr\u00f5es-volt, para compara\u00e7\u00e3o).<\/p>\n\n\n\n

“Esta \u00e9 a primeira vez que vemos um tal excesso de raios-gama altamente energ\u00e9ticos no rescaldo de um evento de fus\u00e3o. Normalmente, essa emiss\u00e3o diminui com o tempo”, disse Alessio Mei, candidato a doutoramento no Instituto de Ci\u00eancias Gran Sasso em \u00c1quila, It\u00e1lia, que liderou um grupo que estudou os dados. “\u00c9 poss\u00edvel que estes raios-gama altamente energ\u00e9ticos venham de colis\u00f5es entre a luz vis\u00edvel da quilonova e os eletr\u00f5es em jatos de part\u00edculas. Os jatos podem estar a enfraquecer os da explos\u00e3o inicial ou novos alimentados pelo resultante buraco negro ou magnetar”.<\/p>\n\n\n\n

Os cientistas pensam que as fus\u00f5es entre estrelas de neutr\u00f5es s\u00e3o uma das principais fontes dos elementos pesados do Universo. Basearam as suas estimativas na taxa de explos\u00f5es curtas que se pensa ocorrerem em todo o cosmos. Agora tamb\u00e9m ter\u00e3o de ter em conta as explos\u00f5es longas nos seus c\u00e1lculos.<\/p>\n\n\n\n

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