A Terra é atingida por rajadas curtas de raios gama (GRBs) na maioria dos dias. Mas às vezes, uma explosão gigante como GRB 200415A chega à nossa galáxia, varrendo ao longo de uma energia que torna o nosso sol anão. Na verdade, as explosões mais poderosas do universo são explosões de raios gama.

Agora, cientistas demonstraram que GRB 200415A veio de outra fonte possível para GRBs curtos. Surgiu de uma forma muito rara, poderosa estrela de nêutrons chamada magnetar.

GRBs detectados anteriormente vieram de relativamente longe de nossa galáxia, a Via Láctea. Mas este era de muito mais perto de casa, em termos cósmicos.

Explosões de GRB podem interromper a recepção do telefone móvel na terra, mas também podem ser mensageiros desde o início da história do universo.

Um final de jogo diferente

"Nosso sol é uma estrela muito comum. Quando morre, ela ficará maior e se tornará uma estrela gigante vermelha. Depois disso, ela entrará em colapso em uma pequena estrela compacta chamada anã branca. Mas estrelas que são muito mais massivas que o sol jogam um final diferente, "diz o professor Soebur Razzaque da Universidade de Joanesburgo.

Razzaque liderou uma equipe de previsão do comportamento de GRB para pesquisas publicadas em Astronomia da Natureza em 13 de janeiro, 2021.

"Quando essas estrelas massivas morrem, eles explodem em uma supernova. O que resta depois disso é uma estrela compacta muito pequena, pequeno o suficiente para caber em um vale com cerca de 12 milhas (cerca de 20 km) de diâmetro. Esta estrela é chamada de estrela de nêutrons. É tão denso que apenas uma colher cheia pesaria toneladas na terra, " ele diz.

Essas estrelas massivas e o que sobrou delas causam as maiores explosões do universo.

Uma fração de segundo reveladora

Os cientistas sabem há um tempo que as supernovas emitem GRBs longos, que são rajadas com mais de dois segundos. Em 2017, eles descobriram que duas estrelas de nêutrons em espiral uma na outra também podem emitir um GRB curto. A explosão de 2017 veio de um lugar seguro a 130 milhões de anos-luz de distância de nós.

Mas isso não poderia explicar nenhum dos outros GRBs que os pesquisadores podiam detectar em nosso céu quase diariamente.

Isso mudou em uma fração de segundo às 4h42, horário do leste dos EUA, em 15 de abril, 2020. Naquele dia, um sinalizador GRB gigante passou por Marte. Ele se anunciou aos satélites, uma nave espacial e a Estação Espacial Internacional orbitando ao redor de nosso planeta. Foi o primeiro sinalizador gigante conhecido desde o lançamento em 2008 do telescópio espacial Fermi Gamma da NASA. E durou apenas 140 milissegundos, sobre um piscar de olhos.

Mas desta vez, os telescópios e instrumentos orbitais capturaram muito mais dados sobre o flare GRB gigante do que o anterior detectado 16 anos antes.

Explosões de outra fonte

O evasivo visitante cósmico foi denominado GRB 200415A. A Rede Inter Planetária (IPN), um consórcio de cientistas, descobri de onde veio o sinalizador gigante. GRB 200415A explodiu de um magnetar na galáxia NGC 253, na constelação de escultor, eles dizem.

Todos os GRBs previamente conhecidos foram rastreados até supernovas ou duas estrelas de nêutrons em espiral uma na outra.

"Na Via Láctea, existem dezenas de milhares de estrelas de nêutrons, "diz Razzaque." Destes, apenas 30 são atualmente conhecidos como magnetares.

"Os magnetares são até mil vezes mais magnéticos do que as estrelas de nêutrons comuns. A maioria emite raios X de vez em quando. Mas, até agora, conhecemos apenas um punhado de magnetares que produziram chamas gigantes. O mais brilhante que pudemos detectar foi em 2004. Então GRB 200415A chegou em 2020. "

Galaxy NGC 253 está fora de casa, a via Láctea, mas está a apenas 11,4 milhões de anos-luz de nós. Isso é relativamente próximo quando falamos sobre o poder de fritura nuclear de um flare GRB gigante.

Uma erupção gigante é muito mais poderosa do que as erupções solares do nosso sol, é difícil imaginar. Grandes explosões solares de nosso sol atrapalham a recepção de telefones celulares e redes de energia às vezes.

O flare GRB gigante em 2004 também interrompeu as redes de comunicação.

Segunda onda capturada pela primeira vez

"Não há duas rajadas de raios gama (GRBs) iguais, mesmo que aconteçam de forma semelhante. E também não existem dois magnetares iguais. Ainda estamos tentando entender como as estrelas acabam com sua vida e como esses raios gama muito energéticos são produzidos, diz Razzaque.

"Foi apenas nos últimos 20 anos ou mais, que temos todos os instrumentos disponíveis para detectar esses eventos GRB de muitas maneiras diferentes - em ondas gravitacionais, ondas de rádio, luz visível, Raios X e raios gama. "

"GRB 200415A foi a primeira vez que a primeira e a segunda explosão de um sinalizador gigante foram detectadas, " ele diz.

Compreendendo a segunda onda

Na pesquisa de 2005, Razzaque previu uma primeira e uma segunda explosão durante uma explosão gigante.

Para a pesquisa atual em Astronomia da Natureza , ele liderou uma equipe incluindo Jonathan Granot da Open University em Israel, Ramandeep Gill da George Washington University e Matthew Baring da Rice University.

Eles desenvolveram um modelo teórico atualizado, ou predição, de como seria uma segunda explosão em um sinalizador GRB gigante. Depois de 15 de abril, 2020, eles poderiam comparar seu modelo com os dados medidos do GRB 200415A.

"Os dados do Fermi Gamma-ray Burst Monitor (Fermi GBM) nos falam sobre a primeira explosão. Os dados do Fermi Large Area Telescope (Fermi LAT) nos falam sobre a segunda, "diz Razzaque.

"A segunda explosão ocorreu cerca de 20 segundos após a primeira, e tem uma energia de raios gama muito maior do que o primeiro. Também durou mais tempo. Ainda precisamos entender o que acontece depois de algumas centenas de segundos. "

Mensageiros sobre o tempo profundo

Se a próxima explosão gigante GRB acontecer mais perto de nossa galáxia, a Via Láctea, um poderoso radiotelescópio terrestre como o MeerKAT na África do Sul, pode ser capaz de detectá-lo, ele diz.

"Essa seria uma excelente oportunidade para estudar a relação entre as emissões de raios gama de energia muito alta e as emissões de ondas de rádio na segunda explosão. E isso nos diria mais sobre o que funciona e o que não funciona em nosso modelo."

Quanto melhor entendermos essas explosões fugazes, melhor entenderemos o universo em que vivemos. Uma estrela morrendo logo após o início do universo pode estar interrompendo a recepção de telefone celular hoje.

"Mesmo que as explosões de raios gama explodam de uma única estrela, podemos detectá-los desde o início da história do universo. Mesmo voltando para quando o universo tinha algumas centenas de milhões de anos, "diz Razzaque." Isso está em um estágio extremamente inicial da evolução do universo. As estrelas que morreram naquela época ... estamos apenas detectando suas explosões de raios gama agora, porque a luz leva tempo para viajar. Isso significa que as explosões de raios gama podem nos dizer mais sobre como o universo se expande e evolui ao longo do tempo. "

o Astronomia da Natureza o artigo é intitulado "Emissão de alta energia de uma explosão magnética gigante na galáxia do Escultor."