Esta ilustração mostra uma estrela em colapso que está produzindo dois curtos jatos de raios gama. Pouco antes de um massivo, estrela em colapso explode como uma supernova, frequentemente observamos uma explosão de raios gama (uma breve explosão de radiação de raios gama) se os jatos são apontados para a Terra. A maioria das explosões de raios gama produzidas por supernovas conhecidas são "longas" (durando mais de dois segundos), mas um chamado GRB 200826 era “curto” (durou apenas 0,6 segundo). Os astrônomos pensam assim, e possivelmente outras pequenas explosões de raios gama produzidas por supernovas, parecia curto porque os jatos de raios gama não são fortes o suficiente para escapar completamente da estrela. Isso produziria jatos mais curtos em comprimento e duração. Crédito:Observatório Internacional Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / J. da silva
Os astrônomos descobriram a menor explosão de raios gama (GRB) causada pela implosão de uma estrela massiva. Usando o Observatório internacional Gemini, um programa do NOIRLab da NSF, astrônomos identificaram a causa dessa onda de raios gama de 0,6 segundos como uma explosão de supernova em uma galáxia distante. GRBs causados por supernovas são geralmente mais de duas vezes mais longos, o que sugere que alguns GRBs curtos podem na verdade ser impostores - GRBs produzidos por supernovas disfarçados.
Explosões de raios gama (GRBs) estão entre os eventos mais brilhantes e energéticos do universo, mas os cientistas ainda estão descobrindo exatamente o que causa esses eventos passageiros. Os astrônomos dividem GRBs em duas grandes categorias com base em sua duração. GRBs curtos ganham vida em menos de dois segundos e acredita-se que sejam causados pela fusão de estrelas binárias de nêutrons. Aqueles que duram mais são classificados como GRBs longos, e têm sido associados a explosões de supernovas causadas pela implosão de estrelas massivas. Contudo, a recente descoberta do menor GRB já produzido durante uma supernova mostra que os GRBs não se encaixam perfeitamente nas caixas que os astrônomos criaram para eles.
"Esta descoberta representa a menor emissão de raios gama causada por uma supernova durante o colapso de uma estrela massiva, "comentou Tomás Ahumada, que liderou esta pesquisa e é um Ph.D. candidato na Universidade de Maryland e astrônomo no Goddard Space Flight Center da NASA. "Durou apenas 0,6 segundo, e fica no limite entre uma explosão de raios gama bem-sucedida e uma falha. "
A equipe acredita que este e alguns outros GRBs relacionados à supernova estão parecendo curtos porque os jatos de raios gama que emergem dos pólos da estrela em colapso não são fortes o suficiente para escapar completamente da estrela - quase falhando em produzir um GRB - e aquele outro colapso estrelas têm jatos tão fracos que não produzem GRBs.
Essa descoberta também pode ajudar a explicar um mistério astronômico. GRBs longos estão associados a um tipo específico de supernova (chamado Tipo Ic-BL). Contudo, os astrônomos observam muito mais dessas supernovas do que GRBs longos. Esta descoberta do GRB mais curto associado a uma supernova sugere que alguns desses GRBs causados por supernova estão se mascarando como GRBs curtos que se acredita serem criados por fusões de estrelas de nêutrons, e, portanto, não estão sendo contados como do tipo supernova.
"Nossa descoberta sugere que, visto que observamos muito mais dessas supernovas do que longas explosões de raios gama, a maioria das estrelas em colapso não consegue produzir um jato GRB que rompe o envelope externo da estrela em colapso, "explicou Ahumada." Achamos que este evento foi efetivamente um fracasso, um que estava perto de não acontecer. "
A equipe foi capaz de determinar que este GRB - identificado como GRB 200826A - se originou de uma explosão de supernova graças aos recursos de imagem do Espectrógrafo Multi-objeto Gemini no Gemini North, no Havaí. Os pesquisadores usaram Gemini North para obter imagens da galáxia 28 hospedeira do GRB, 45, e 80 dias após o GRB ter sido detectado pela primeira vez em 26 de agosto de 2020 por uma rede de observatórios que incluía o Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA. As observações de Gêmeos permitiram à equipe detectar o aumento revelador de energia que significa uma supernova, apesar da localização da explosão em uma galáxia a 6,6 bilhões de anos-luz de distância.
"Este foi um esforço complicado, pois precisávamos separar a luz de uma galáxia já tênue da luz de uma supernova, "disse Ahumada." O Gemini é o único telescópio terrestre que pode fazer observações de acompanhamento como esta com um cronograma flexível o suficiente para nos permitir espremer em nossas observações. "
Este resultado mostra que classificar GRBs com base apenas em sua duração pode não ser a melhor abordagem, e que observações adicionais são necessárias para determinar a causa de um GRB.
"Estávamos originalmente caçando estrelas de nêutrons em fusão, que são pensados para produzir rajadas curtas de raios gama, "acrescentou Ahumada." Assim que descobrimos o GRB 200826A, Contudo, percebemos que essa explosão era mais provável de ser causada por uma supernova de uma estrela em colapso, o que foi uma surpresa. "
"Os observatórios Gemini continuam a lançar uma nova luz sobre a natureza dessas incríveis explosões que ocorrem em todo o universo distante, "disse Martin Still, Oficial do Programa Gemini na NSF. "A instrumentação dedicada que chegará para uso na próxima década manterá a liderança da Gêmeos no acompanhamento desses eventos cósmicos inspiradores."
