{"id":5928,"date":"2023-03-31T06:30:54","date_gmt":"2023-03-31T05:30:54","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=5928"},"modified":"2023-03-31T06:30:55","modified_gmt":"2023-03-31T05:30:55","slug":"a-mais-brilhante-explosao-de-raios-gama-ilumina-a-nossa-galaxia-como-nunca-antes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/03\/31\/a-mais-brilhante-explosao-de-raios-gama-ilumina-a-nossa-galaxia-como-nunca-antes\/","title":{"rendered":"A mais brilhante explos\u00e3o de raios-gama ilumina a nossa Gal\u00e1xia como nunca antes"},"content":{"rendered":"\n

Os telesc\u00f3pios espaciais da ESA observaram a explos\u00e3o de raios-gama mais brilhante jamais vista. Os dados deste raro evento podem tornar-se instrumentais para a compreens\u00e3o dos detalhes das colossais explos\u00f5es que criam GRBs (sigla inglesa para “gamma-ray bursts”).<\/p>\n\n\n\n

Os raios-X da explos\u00e3o iluminaram 20 nuvens de poeira na nossa Gal\u00e1xia, permitindo que as suas dist\u00e2ncias e propriedades de poeira fossem determinadas com mais precis\u00e3o do que nunca. Mas um mist\u00e9rio permanece. Os detritos da estrela explodida que produziu o GRB parecem ter desaparecido sem deixar vest\u00edgios.<\/p>\n\n\n

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O XMM-Newton observou 20 an\u00e9is de poeira, 19 dos quais s\u00e3o aqui vistos em cores arbitr\u00e1rias. A imagem junta observa\u00e7\u00f5es feitas dois e cinco dias ap\u00f3s a erup\u00e7\u00e3o de GRB 221009A. As listras escuras indicam lacunas entre os detetores. Uma an\u00e1lise detalhada mostra que o anel mais largo vis\u00edvel aqui, compar\u00e1vel ao tamanho aparente de uma Lua Cheia, veio de nuvens de poeira localizadas a cerca de 1300 anos-luz de dist\u00e2ncia. O anel mais interno surge da poeira a uma dist\u00e2ncia de 61.000 anos-luz – do outro lado da nossa Gal\u00e1xia. GRB 221009A \u00e9 apenas a s\u00e9tima explos\u00e3o de raios-gama a exibir an\u00e9is de raios-X, e triplica o n\u00famero anteriormente visto em torno de uma.
Cr\u00e9dito: ESA\/XMM-Newton\/M. Rigoselli (INAF)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

GRB 221009A foi reportado pela primeira vez quando o Observat\u00f3rio Neil Gehrels Swift da NASA detetou os raios-X a 9 de outubro de 2022. A fonte parecia estar localizada na nossa Via L\u00e1ctea, n\u00e3o muito longe do Centro Gal\u00e1ctico. No entanto, dados adicionais dos telesc\u00f3pios espaciais Swift e Fermi da NASA sugeriram, pouco tempo depois, que estava muito mais longe. Observa\u00e7\u00f5es do VLT (Very Large Telescope) do ESO colocaram ent\u00e3o a explos\u00e3o numa gal\u00e1xia muito mais distante que por acaso est\u00e1 por detr\u00e1s da nossa.<\/p>\n\n\n\n

Estando muito mais longe, a cerca de dois mil milh\u00f5es de anos-luz em vez de v\u00e1rias dezenas de milhares, significava que o GRB tinha de ser excecionalmente brilhante.<\/p>\n\n\n\n

“A diferen\u00e7a entre a uma t\u00edpica explos\u00e3o de raios-gama e esta \u00e9 aproximadamente a mesma que a diferen\u00e7a entre uma l\u00e2mpada na nossa sala de estar e os holofotes de um est\u00e1dio”, diz Andrew Levan, da Universidade de Radbound, nos Pa\u00edses Baixos, que utilizou o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA\/ESA\/CSA e o Telesc\u00f3pio Espacial Hubble da NASA\/ESA para observar a explos\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Estatisticamente, um GRB t\u00e3o brilhante quanto GRB 221009A s\u00f3 dever\u00e1 acontecer uma vez a cada muitos milhares de anos, podendo mesmo ser a explos\u00e3o de raios-gama mais brilhante desde o in\u00edcio da civiliza\u00e7\u00e3o humana. Os astr\u00f3nomos apelidaram-no de BOAT (sigla inglesa para “brightest of all time”).<\/p>\n\n\n\n

“Este tem sido um evento muito revelador. Tivemos muita sorte em testemunh\u00e1-lo”, diz Alicia Rouco Escorial, investigadora do ESA que estuda GRBs.<\/p>\n\n\n

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GRB 221009A apareceu na dire\u00e7\u00e3o da constela\u00e7\u00e3o de Sagit\u00e1rio, dentro do plano central da nossa Gal\u00e1xia, rico em poeira. A estrela brilhante perto do canto superior esquerdo \u00e9 Vega.
Cr\u00e9dito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Os c\u00e1lculos mostraram que, durante os poucos segundos que durou, a explos\u00e3o depositou cerca de um gigawatt de pot\u00eancia na atmosfera superior da Terra. Isto \u00e9 o equivalente \u00e0 produ\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica de uma central el\u00e9trica terrestre. “Foram emitidos tantos raios-gama e raios-X que excitou a ionosfera da Terra”, diz Erik Kuulkers, cientista do projeto INTEGRAL da ESA, uma das naves espaciais que detetou o GRB.<\/p>\n\n\n\n

Uma s\u00e9rie de outras naves espaciais, XMM-Newton, Solar Orbiter, BepiColombo, Gaia e SOHO, tamb\u00e9m detetaram o GRB ou os seus efeitos na nossa Gal\u00e1xia. O evento foi t\u00e3o brilhante que ainda hoje a radia\u00e7\u00e3o residual, conhecido como brilho remanescente, \u00e9 vis\u00edvel e continuar\u00e1 a s\u00ea-lo durante muito tempo. “Vamos ver o brilho remanescente deste evento durante anos”, diz Volodymyr Savchenko, da Universidade de Genebra, Su\u00ed\u00e7a, que est\u00e1 atualmente a analisar os dados do INTEGRAL.<\/p>\n\n\n\n

Esta grande quantidade de dados de instrumentos totalmente diferentes est\u00e1 agora a ser reunida para compreender como a explos\u00e3o original ocorreu e como a radia\u00e7\u00e3o interagiu com outras mat\u00e9rias na sua viagem pelo espa\u00e7o.<\/p>\n\n\n\n

Uma \u00e1rea que j\u00e1 produziu resultados cient\u00edficos \u00e9 o modo como os raios-X iluminaram as nuvens de poeira na nossa Gal\u00e1xia. A radia\u00e7\u00e3o percorreu o espa\u00e7o intergal\u00e1ctico durante cerca de dois mil milh\u00f5es de anos antes de entrar na Via L\u00e1ctea. Depois encontrou a primeira nuvem de poeira h\u00e1 cerca de 60.000 anos e a \u00faltima h\u00e1 cerca de 1000 anos.<\/p>\n\n\n

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O instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble revelou o brilho infravermelho (no c\u00edrculo vermelho) de GRB 221009A e a sua gal\u00e1xia hospedeira, vista quase de lado como uma “risca” de luz que se estende para cima e para a direita da explos\u00e3o de raios-gama. Esta anima\u00e7\u00e3o muda entre imagens obtidas nos dias 8 de novembro e 4 de dezembro de 2022, um e dois meses ap\u00f3s a explos\u00e3o. Dada a sua luminosidade, o brilho remanescente da explos\u00e3o pode permanecer detet\u00e1vel durante v\u00e1rios anos. Cada imagem combina tr\u00eas exposi\u00e7\u00f5es no infravermelho pr\u00f3ximo obtidas a comprimentos de onda entre 1 e 1,5 micr\u00f3metros e tem 34 segundos de arco (ver imagem individual apenas<\/a>).
Cr\u00e9dito: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Levan (Universidade Radboud); processamento: Gladys Kober<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

De cada vez que os raios-X encontraram uma nuvem de poeira, espalharam alguma da radia\u00e7\u00e3o, criando an\u00e9is conc\u00eantricos que pareciam expandir-se para o exterior. O XMM-Newton da ESA observou estes an\u00e9is durante v\u00e1rios dias ap\u00f3s o GRB. As nuvens mais pr\u00f3ximas produziram os maiores an\u00e9is simplesmente porque parecem maiores por perspetiva.<\/p>\n\n\n\n

Andrea Tiengo, da Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia, It\u00e1lia, e uma equipa de astr\u00f3nomos analisaram os dados para obter a dist\u00e2ncia mais precisa a cada uma destas nuvens de poeira. “A primeira nuvem que atingiu parece estar no limite da nossa Gal\u00e1xia, longe de onde as nuvens de poeira gal\u00e1ctica s\u00e3o normalmente observadas”, diz Andrea. A equipa inferiu ent\u00e3o as propriedades dos gr\u00e3os de poeira nas nuvens, porque os raios-X est\u00e3o dispersos de acordo com o tamanho, forma e composi\u00e7\u00e3o da poeira.<\/p>\n\n\n\n

Ao longo dos anos, os astr\u00f3nomos propuseram uma s\u00e9rie de propriedades diferentes para os gr\u00e3os de poeira e assim Andrea e colegas puderam test\u00e1-las contra os dados obtidos em raios-X. Descobriram que um modelo reproduziu os an\u00e9is extremamente bem. Neste modelo, os gr\u00e3os de poeira eram compostos principalmente de grafite, uma forma cristalina de carbono. Tamb\u00e9m utilizaram os seus dados para reconstruir a emiss\u00e3o de raios-X do pr\u00f3prio GRB porque esse sinal particular n\u00e3o foi observado diretamente por nenhum instrumento.<\/p>\n\n\n

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Esta ilustra\u00e7\u00e3o mostra os ingredientes de uma longa explos\u00e3o de raios-gama, o tipo mais comum. O n\u00facleo de uma estrela massiva (esquerda) entrou em colapso, formando um buraco negro que envia um jato de part\u00edculas em movimento atrav\u00e9s da estrela em colapso e para o espa\u00e7o, quase \u00e0 velocidade da luz. A radia\u00e7\u00e3o atrav\u00e9s do espectro surge do g\u00e1s ionizado quente (plasma) na vizinhan\u00e7a do buraco negro rec\u00e9m-nascido, colis\u00f5es entre conchas de g\u00e1s em r\u00e1pido movimento dentro do jato (ondas de choque internas), e da orla dianteira do jato \u00e0 medida que este varre e interage com o seu ambiente (choque externo).
Cr\u00e9dito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Mas ainda permanece por resolver um mist\u00e9rio acerca do objeto que criou o GRB. Andrew Levan e colegas utilizaram os telesc\u00f3pios espaciais Webb e Hubble para procurar o rescaldo da explos\u00e3o – e n\u00e3o encontraram nada. “Isto \u00e9 estranho”, diz, “e o seu significado n\u00e3o \u00e9 totalmente \u00f3bvio”.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9 poss\u00edvel que a estrela fosse t\u00e3o massiva que, ap\u00f3s a explos\u00e3o inicial, formou imediatamente um buraco negro e esse engoliu o material que tradicionalmente formaria a nuvem conhecida como remanescente de supernova.<\/p>\n\n\n\n

Portanto, h\u00e1 muito trabalho de acompanhamento a ser feito, pois os astr\u00f3nomos continuam a procurar o remanescente da estrela que explodiu. Uma coisa que ir\u00e3o procurar \u00e9 vest\u00edgios de elementos pesados como o ouro, que se pensa serem produzidos em explos\u00f5es gigantescas como esta.<\/p>\n\n\n\n

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