Maiores explosões de raios gama podem ter sido compreendidas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/12/2023

Dois corpos celestes muito densos dão origem a um buraco negro rodeado por um disco de acreção.
[Imagem: Ore Gottlieb]

Explosões de raios gama

Astrônomos acreditam ter encontrado uma explicação para um dos fenômenos mais enigmáticos do Universo: As explosões de raios gama (ERG, ou GRB: Gamma Ray Burst).

Simulações computacionais de última geração, combinadas com cálculos teóricos, sugerem que as ERGs de longa duração são criadas na sequência de fusões cósmicas que geram um novo buraco negro, que nasce rodeado por um disco gigante de material que sobra da fusão.

Até agora, os astrônomos vinham apostando que os buracos negros que geram ERGs longas se formariam quando estrelas massivas colapsam.

No entanto, o novo modelo indica que esses eventos mais brilhantes e mais violentos no cosmos também podem surgir quando dois objetos densos se fundem, como um par de estrelas de nêutrons - os restos densos e mortos de estrelas massivas - ou um buraco negro e uma estrela de nêutrons. Estes novos resultados batem com as observações recentes de ERGs longas, que os astrônomos não conseguiram associar a estrelas em colapso.

"As nossas descobertas, que ligam as observações à física subjacente, unificaram muitos mistérios não resolvidos no campo das explosões de raios gama," disse Ore Gottlieb, do Centro de Astrofísica Computacional do Instituto Flatiron, nos EUA. "Pela primeira vez, podemos olhar para as observações da GRB e saber o que aconteceu antes da formação do buraco negro."

• Explosão de raios gama mais brilhante já observada desafia explicações

Agora já conhecemos várias populações de ERGs.
[Imagem: Ore Gottlieb et al. - 10.3847/2041-8213/ad096e]

Categorias de ERGs

As ERGs são alguns dos eventos mais brilhantes e mais violentos do cosmos. Desde a sua primeira detecção, em 1967, esses brilhos repentinos e de alta energia têm deslumbrado e intrigado os estudiosos. Mesmo décadas depois, os mecanismos exatos que geram as poderosas explosões de raios gama permanecem incertos.

Ao longo dos anos, os astrônomos notaram duas populações distintas de ERGs: Aquelas que duram menos de um segundo e aquelas que duram 10 segundos ou mais.

A teoria mais aceita atualmente é que ERGs curtas têm origem em jatos lançados após a fusão de dois objetos compactos, e que ERGs longas podem ocorrer quando jatos são lançados durante o colapso de estrelas massivas em rotação. Mas, no ano passado, duas observações incomuns de ERGs longas mostraram que gigantes em colapso não eram as únicas coisas que causavam ERGs longas.

Estas novas simulações decifram esse enigma. As ERGs incomuns seriam então geradas após uma fusão entre dois corpos celestes compactos. Após a fusão, os corpos criam um buraco negro rodeado por um grande disco de acreção - um anel em rotação rápida composto por material residual carregado magneticamente - que pode disparar ERGs longas.

"À medida que obtivermos mais observações de ERGs em diferentes durações de pulso, seremos mais capazes de sondar os motores centrais que alimentam estes eventos extremos," disse Gottlieb.

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