Crédito de imagem: NASA
Três explosões poderosas de três regiões totalmente diferentes no espaço deixaram os cientistas se debatendo. As explosões, que duraram apenas alguns segundos, podem ser um sistema de alerta precoce para explosões estelares chamadas supernovas, que podem começar a aparecer a qualquer dia.
As duas primeiras explosões, chamadas flashes de raios-X, ocorreram nos dias 12 e 16 de setembro. Elas foram seguidas por uma explosão mais poderosa em 24 de setembro, que parece estar no limite entre um flash de raios-X e um raio gama de pleno direito. explosão, uma descoberta interessante por si só. Se esses sinais levarem a supernovas, como esperado, os cientistas teriam uma ferramenta para prever explosões de estrelas e depois observá-las disparar do início ao fim.
Uma equipe liderada pelo Dr. George Ricker, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, detectou as explosões com o High-Energy Transient Explorer da NASA (HETE-2). Equipes científicas de todo o mundo, usando observatórios espaciais e terrestres, se uniram, dilaceraram e entraram em conflito sobre a região de explosão a ser rastreada mais de perto.
"Cada explosão foi linda", disse Ricker. “Dependendo de como elas evoluem, elas podem apoiar teorias importantes sobre supernovas e explosões de raios gama. As últimas duas semanas foram como 'pau, fogo, recarga'. A natureza continua a entregar, e o nosso satélite HETE-2 continua respondendo na perfeição. ”
Explosões de raios gama são as explosões mais poderosas conhecidas além do Big Bang. Muitos parecem ter sido causados pela morte de uma estrela maciça entrando em colapso em um buraco negro. Outros podem ser da fusão de buracos negros ou estrelas de nêutrons. Em ambos os casos, o evento provavelmente produz jatos duplos e estreitos em direções opostas, que transportam enormes quantidades de energia. Se um dos jatos aponta para a Terra, vemos essa energia como uma explosão de "raios gama".
Os flashes de raios-X de energia mais baixa podem ser explosões de raios gama vistos levemente fora do ângulo da direção do jato, um pouco parecido com o modo como uma lanterna é menos cega quando vista em ângulo. A maioria das partículas de luz dos flashes de raios X, chamadas fótons, são raios X - energéticos, mas não tão poderosos quanto os raios gama. Ambos os tipos de rajadas duram apenas alguns milissegundos a cerca de um minuto. O HETE-2 detecta as rajadas, estuda suas propriedades e fornece um local para que outros observatórios possam estudar a explosão pós-explosão em detalhes.
O trio de explosões das últimas semanas tem o potencial de resolver dois debates de longa data. Alguns cientistas dizem que flashes de raios-X são bestas diferentes todos juntos, não relacionados a explosões de raios gama e explosões massivas de estrelas. Detectar uma supernova na região onde o flash de raios-X apareceu refutaria essa crença, confirmando a conexão entre os dois. As observações de acompanhamento da explosão de 24 de setembro, denominada GRB040924 para a data em que foi observada, já estão solidificando a teoria de um continuum de explosão cósmica a partir de raios-X brilha através de explosões de raios gama.
Mais interessante para os caçadores de supernovas é o fato de os flashes de raios X estarem mais próximos da Terra do que as explosões de raios gama. Embora a conexão entre explosões de raios gama e supernovas tenha sido estabelecida, essas supernovas são distantes demais para serem estudadas em detalhes. Flashes de raios-X podem ser sinais para supernovas nas quais os cientistas podem realmente afundar os dentes e observar em detalhes. No entanto, por enquanto, é só assistir e esperar.
"No ano passado, a descoberta do GRB030329 pelo HETE-2 selou a conexão entre explosões de raios gama e supernovas maciças", disse o professor Stanford Woosley, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, que defendeu várias teorias sobre a física das explosões estelares. “Essas duas explosões de setembro podem ser a primeira vez que vemos um flash de raios X levar a uma supernova. Podemos saber muito em breve.
Além de tudo isso, o GRB040924 registra uma geração de resposta mais rápida de sempre para um satélite de explosão de raios gama. O HETE-2 detectou a explosão e retransmitiu as informações através da Rede de Coordenadas de Raios Gama operada pela NASA em menos de 14 segundos, o que levou a uma detecção óptica cerca de 15 minutos depois com o telescópio Palomar de 60 polegadas, ao norte de San Diego. O Dr. Derek Fox, da Caltech, liderou essa observação.
"Todos esperamos que muito mais desse tipo de ciência emocionante venha após o lançamento do Swift", disse a Dra. Anne Kinney, diretora da Divisão de Universo da NASA. O Swift, que será lançado em outubro, contém três telescópios (raios gama, raios X e UV / óptico) para detecção rápida de rajadas, relé rápido de informações e observações imediatas de acompanhamento do brilho posterior.
O HETE foi construído pelo MIT como uma missão de oportunidade no âmbito do Programa NASA Explorer, colaboração entre universidades dos EUA, Laboratório Nacional Los Alamos e cientistas e organizações no Brasil, França, Índia, Itália e Japão.
Informações adicionais sobre a física das explosões estelares:
Embora muitos cientistas digam que os flashes de raios X são explosões de raios gama vistos levemente fora de ângulo, outra teoria é que a explosão estelar que causa o flash de raios X é rica em bárions (uma família de partículas que inclui prótons e nêutrons), como oposta aos leptões (partículas que incluem elétrons). Uma explosão dominada por barion produziria mais raios X, e uma explosão dominada por lepton produziria mais raios gama. Isso ocorre porque os bárions se movem mais lentamente que os leptões; e matéria em movimento mais lento provocaria uma explosão mais suave (energia mais baixa) em todos os ângulos.
De acordo com o Dr. Stanford Woosley, a conexão de explosão de supernova / raios gama é a seguinte: quando uma estrela massiva ficar sem combustível nuclear, seu núcleo entrará em colapso, mas sem a parte externa da estrela saber. Um buraco negro se forma no interior, rodeado por um disco de matéria acumuladora, e, em poucos segundos, lança um jato de matéria para longe do buraco negro que, finalmente, faz o raio gama explodir. O jato perfura a camada externa da estrela cerca de nove segundos após a sua criação. O jato da matéria, em conjunto com os ventos vigorosos do níquel-56 radioativo forjado que sopra do disco, destrói a estrela em segundos. Esse abalo representa o evento da supernova e a quantidade de níquel-56 radioativo dá seu brilho. No entanto, do nosso ponto de vista, não veremos a supernova até duas semanas após o estouro dos raios gama, porque a região está envolta em gás e poeira, bloqueando a luz.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
