Imagem de quadro inteiro TESS na cadência imediatamente antes do gatilho BAT (esquerda) e no fluxo de pico do burst (centro). O surgimento do brilho residual é aparente no centro da imagem, indicado pela seta branca. O painel direito mostra a mesma região do céu, com uma orientação ligeiramente diferente, no Digitized Sky Survey (DSS); uma pequena inserção da imagem TESS é fornecida no canto inferior esquerdo para demonstrar a mudança na orientação. Crédito:o Astrophysical Journal
A NASA tem uma longa tradição de descobertas inesperadas, e a missão TESS do programa espacial não é diferente. A astrofísica da SMU e sua equipe descobriram uma explosão de raios gama particularmente brilhante usando um telescópio da NASA projetado para encontrar exoplanetas - aqueles que ocorrem fora do nosso sistema solar - particularmente aqueles que podem ser capazes de sustentar vida.
É a primeira vez que uma explosão de raios gama foi encontrada dessa forma.
Explosões de raios gama são as explosões mais brilhantes do universo, tipicamente associado ao colapso de uma estrela massiva e ao nascimento de um buraco negro. Eles podem produzir tanta energia radioativa quanto o sol vai liberar durante toda a sua existência de 10 bilhões de anos.
Krista Lynne Smith, professor assistente de física na Southern Methodist University, e sua equipe confirmou que a explosão - chamada GRB 191016A - aconteceu em 16 de outubro e também determinou sua localização e duração. Um estudo sobre a descoberta foi publicado em The Astrophysical Journal .
"Nossas descobertas provam que este telescópio TESS é útil não apenas para encontrar novos planetas, mas também para astrofísica de alta energia, "disse Smith, que se especializou no uso de satélites como o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) para estudar buracos negros supermassivos e o gás que os rodeia. Esses estudos lançam luz sobre o comportamento da matéria no espaço-tempo profundamente deformado em torno dos buracos negros e os processos pelos quais os buracos negros emitem jatos poderosos em suas galáxias hospedeiras.
Smith calculou que GRB 191016A teve uma magnitude de pico de 15,1, o que significa que era 10, 000 vezes mais tênues do que as estrelas mais fracas que podemos ver a olho nu.
Isso pode soar muito escuro, mas a fraqueza tem a ver com a distância em que ocorreu a explosão. Estima-se que a luz da galáxia GRB 191016A viajou 11,7 bilhões de anos antes de se tornar visível no telescópio TESS.
A maioria das explosões de raios gama são mais fracas - perto de 160, 000 vezes mais fraca do que as estrelas mais fracas.
A explosão atingiu seu brilho máximo em algum momento entre 1, 000 e 2, 600 segundos, em seguida, desvaneceu-se gradualmente até ficar abaixo da capacidade do TESS de detectá-lo cerca de 7000 segundos depois de ter disparado pela primeira vez.
Como a SMU e uma equipe de especialistas em exoplanetas confirmaram a explosão
Esta explosão de raios gama foi detectada pela primeira vez por um satélite da NASA chamado Swift-BAT, que foi construído para encontrar essas explosões. Mas porque GRB 191016A ocorreu muito perto da lua, o Swift-BAT não poderia fazer o acompanhamento necessário, normalmente teria que aprender mais sobre ele até horas depois.
O TESS da NASA estava olhando para a mesma parte do céu. Isso foi pura sorte, enquanto a TESS volta sua atenção para uma nova faixa do céu a cada mês.
Embora os pesquisadores de exoplanetas em uma base terrestre para o TESS pudessem dizer imediatamente que uma explosão de raios gama havia acontecido, levaria meses antes que eles obtivessem quaisquer dados do satélite TESS sobre ele. Mas, uma vez que seu foco estava em novos planetas, esses pesquisadores perguntaram se algum outro cientista em uma conferência TESS em Sydney, A Austrália estava interessada em fazer mais escavações na explosão.
Smith era um dos poucos especialistas em astrofísica de alta energia lá naquela época e rapidamente se apresentou como voluntário.
"O satélite TESS tem muito potencial para aplicações de alta energia, e este era um exemplo bom demais para deixar passar, ", disse ela. A astrofísica de alta energia estuda o comportamento da matéria e da energia em ambientes extremos, incluindo as regiões em torno dos buracos negros, poderosos jatos relativísticos, e explosões como rajadas de raios gama.
TESS é um telescópio óptico que coleta curvas de luz em tudo em seu campo de visão, A cada meia hora. As curvas de luz são um gráfico da intensidade da luz de um objeto ou região celeste em função do tempo. Smith analisou três dessas curvas de luz para determinar a intensidade do brilho da explosão.
Ela também usou dados de observatórios baseados em terra e do satélite de raios gama Swift para determinar a distância da explosão e outras qualidades sobre ela.
"Como a rajada atingiu seu brilho máximo mais tarde e teve um brilho de pico maior do que a maioria das rajadas, permitiu que o telescópio TESS fizesse várias observações antes que a explosão diminuísse abaixo do limite de detecção do telescópio, "Smith disse." Nós fornecemos o único acompanhamento óptico baseado no espaço nesta explosão excepcional. "
