A explosão cósmica mais brilhante já detectada tinha outras características únicas

Oct 10, 2023

Um jato de partículas perfura uma estrela quando ela colapsa em um buraco negro durante uma típica explosão de raios gama, conforme retratado no conceito deste artista. O jato criado pela explosão de raios gama 221009A tinha algumas características únicas.

As observações do telescópio de raios-X NuSTAR da NASA fornecem aos astrônomos novas pistas sobre a explosão de raios gama mais brilhante e energética já detectada.

Quando os cientistas detectaram a explosão de raios gama conhecida como GRB 221009A em 9 de outubro de 2022, eles a apelidaram de a mais brilhante de todos os tempos, ou BOAT. A maioria das explosões de raios gama ocorre quando o núcleo de uma estrela mais massiva que o nosso Sol entra em colapso, tornando-se um buraco negro. Esses eventos liberam regularmente tanta energia em alguns minutos quanto o nosso Sol liberará em toda a sua vida. Estudos de acompanhamento mostraram que o GRB 221009A era 70 vezes mais brilhante e muito mais energético do que o recordista anterior. Embora os cientistas ainda não entendam o porquê, eles receberam uma pista tentadora do observatório NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA.

Em um estudo publicado em 7 de junho na revista Science Advances, os cientistas usaram as observações do NuSTAR do evento para mostrar como a estrela em colapso ejetou um jato de material que tinha uma forma não observada anteriormente entre os jatos de explosão de raios gama, bem como outros jatos únicos. características. É possível que a fonte dessas distinções seja a estrela progenitora, cujas propriedades físicas podem influenciar as características da explosão. Também é possível que um mecanismo totalmente diferente lance os jatos mais brilhantes para o espaço.

O tipo de explosão mais energética do universo, uma explosão de raios gama pode ser vista a bilhões de anos-luz de distância. O GRB 221009A era tão luminoso que efetivamente cegou a maioria dos instrumentos de raios gama no espaço quando foi detectado em 9 de outubro de 2022.

"Este evento foi muito mais brilhante e energético do que qualquer explosão de raios gama que vimos antes, não chega nem perto", disse Brendan O'Connor, principal autor do novo estudo e astrônomo da Universidade George Washington, em Washington. "Então, quando analisamos os dados do NuSTAR, percebemos que ele também tem essa estrutura única de jato. E isso foi realmente emocionante, porque não temos como estudar a estrela que produziu esse evento; ela já se foi. Mas agora temos algumas dados nos dando pistas sobre como ele explodiu."

O Telescópio Espacial Hubble capturou o arrebol infravermelho (circulado) da explosão de raios gama conhecida como GRB 221009A e sua galáxia hospedeira. Esta composição incorpora imagens tiradas em 8 de novembro e 4 de dezembro de 2022, cerca de um e dois meses após a erupção. O brilho residual pode permanecer detectável por vários anos.

Os raios gama são a forma de luz mais energética do universo ainda invisível ao olho humano. Todas as explosões de raios gama conhecidas se originaram em galáxias fora da nossa Via Láctea, mas são brilhantes o suficiente para serem detectadas a bilhões de anos-luz de distância. Algumas piscam e duram menos de dois segundos, enquanto as chamadas explosões de raios gama longos normalmente irradiam raios gama por um minuto ou mais. Esses objetos podem irradiar outros comprimentos de onda por semanas.

GRB 221009A, uma longa explosão de raios gama, foi tão brilhante que efetivamente cegou a maioria dos instrumentos de raios gama no espaço. Cientistas americanos conseguiram reconstruir esse evento com dados do Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA para determinar seu brilho real. (O BOAT também foi detectado pelos telescópios espaciais Hubble e James Webb da NASA, pelas espaçonaves Wind e Voyager 1 da agência, bem como pela ESA, ou Agência Espacial Européia, Solar Orbiter.)

Semelhante a outras explosões de raios gama, GRB 221009A teve um jato que irrompeu da estrela em colapso como se tivesse sido lançado no espaço por uma mangueira de incêndio, com raios gama irradiando do gás quente e das partículas no núcleo do jato. Mas o jato do GRB 221009A se destacou em alguns aspectos. Em quase todas as explosões de raios gama observadas anteriormente, o jato permaneceu notavelmente compacto e havia pouca ou nenhuma luz dispersa ou material fora do feixe estreito. (Na verdade, as explosões de raios gama são tão compactas que os raios gama só podem ser observados quando seus jatos são apontados quase diretamente para a Terra.)