Descobertas explosões escuras de raios gama

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/06/2014

Uma explosão dessas libera tanta energia quanto o Sol ao longo de toda a sua vida de 10 bilhões de anos.
[Imagem: NAOJ]

Explosão empoeirada

O telescópio ALMA conseguiu mapear diretamente, e pela primeira vez, o gás molecular e a poeira nas galáxias onde ocorrem explosões de raios gama - as maiores explosões no Universo.

A surpresa veio quando se observou uma quantidade de menor de gás, mas muito mais poeira do que o esperado.

Por isso os astrônomos estão chamando a ocorrência de "explosões escuras".

Explosões de raios gama

As explosões de raios gama são enormes explosões de energia extremamente elevada - são os mais brilhantes fenômenos explosivos no Universo.

As explosões de raios gama de longa duração - com mais de dois segundos - correspondem a 70% de todas as explosões de raios gama observadas e estão associadas a explosões de supernovas - fortes detonações no final da vida de estrelas de elevada massa.

Na última década descobriu-se a existência de outra classe destas explosões, que duram menos de dois segundos - as explosões de raios gama de curta duração - que têm muito provavelmente origem na fusão de estrelas de nêutrons, não estando associadas nem a supernovas nem a hipernovas.

Nesses poucos segundos, contudo, uma explosão dessas libera tanta energia quanto o Sol ao longo de toda a sua vida de 10 bilhões de anos.

A explosão propriamente dita é normalmente seguida por uma emissão que vai-se desvanecendo, conhecida por brilho remanescente, e que se acredita ser causada por colisões entre o material ejetado e o gás circundante.

Explosões escuras

Algumas explosões de raios gama, contudo parecem não apresentar brilho remanescente - são as chamadas explosões escuras.

Esperava-se que as estrelas massivas progenitoras das explosões de raios gama se encontrassem em regiões de formação estelar ativa, as quais estariam envoltas por enormes quantidades de gás molecular - o combustível da formação estelar. No entanto, até agora nenhum resultado observacional corroborou esta teoria, mantendo-se assim um mistério de longa data.

Concepção artística do meio em torno de GRB 020819B, baseada em observações do telescópio ALMA.
[Imagem: NAOJ]

Agora, uma equipe japonesa de astrônomos utilizou o ALMA para detectar a emissão de rádio do gás molecular em duas galáxias onde ocorrem estas explosões escuras de raios gama de longa duração - GRB 020819B e GRB 051022 - a cerca de 4,3 e 6,9 bilhões de anos-luz de distância, respectivamente.

Embora tal emissão de rádio nunca houvesse sido detectada nestas galáxias, o ALMA possibilitou esta detecção, graças à sua sensibilidade elevada sem precedentes - cinco vezes melhor que a de outros telescópios semelhantes.

E a "falta" do brilho remanescente parece estar justamente no excesso de poeira nessas regiões.

"Não esperávamos que as explosões de raios gama ocorressem em meios tão poeirentos, com uma baixa razão de gás molecular relativamente à poeira. Este fato indica que as explosões têm lugar num ambiente completamente diferente da típica região de formação estelar," diz Bunyo Hatsukade, da Universidade de Tóquio e líder da investigação.

Outro resultado digno de nota, e igualmente possível graças à resolução elevada do ALMA, foi a descoberta de um ambiente notavelmente rico em poeira e gás molecular em torno do centro da galáxia.

Enquanto a proporção entre poeira e gás molecular é de cerca de 1% no meio interestelar na Via Láctea e em galáxias próximas com formação estelar ativa, ela é 10 ou mais vezes maior na região que rodeia a GRB 020819B.

Radiação ultravioleta

A equipe de investigação acredita que uma explicação possível para a alta proporção de poeira comparada ao gás molecular no local da explosão de raios gama possa vir da diferença nas reações relativas à radiação ultravioleta.

Como as ligações entre os átomos que formam as moléculas são facilmente quebradas pela radiação ultravioleta, o gás molecular não consegue sobreviver em um ambiente exposto à forte radiação ultravioleta emitida pelas estrelas quentes massivas na região de formação estelar, incluindo a própria estrela que eventualmente explodirá com emissão de raios gama observada.

De qualquer modo, estas observações do ALMA apoiam a hipótese de que é a poeira que absorve a radiação remanescente, dando origem às explosões de raios gama escuras.

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