Crédito:Instituto Nazionale di Astrofisica
Uma ferramenta poderosa para caracterizar e classificar bursts de raios gama (GRBs) para permitir seu uso como rastreadores da história de expansão do universo foi recentemente apresentada por uma equipe internacional de pesquisadores. O trabalho, que foi publicado no Astrophysical Journal , é uma análise estatística das propriedades dos misteriosos GRBs, objetivando determinar um subgrupo de GRBs e investigar a origem física desses sistemas.
GRBs são os eventos de alta energia mais poderosos conhecidos, com duração de alguns segundos a algumas horas. Durante sua fase de curta duração de emissão de raios gama de alta energia (chamada de prompt), eles emitem a mesma quantidade de energia que o sol libera durante toda a sua vida. Eles foram detectados a distâncias tais que sua luz viajou em nossa direção, uma vez que o universo tinha apenas um milésimo de seu tamanho atual. Apesar de décadas de observações, ainda há muito pouco conhecido definitivamente sobre os mecanismos físicos que os produzem. Existem muitas origens propostas, incluindo as explosões de estrelas extremamente massivas, a fusão de estrelas de nêutrons ou o spin down de estrelas massivas magnetizadas.
Como GRBs podem ser detectados em épocas muito anteriores às supernovas, determinar sua luminosidade intrínseca poderia traçar a história da expansão do universo até tempos cosmológicos significativamente mais remotos do que atualmente é possível. A autora principal, Dra. Maria Dainotti, mostrou que os detalhes da fase de platô de pós-luminescência menos enérgica, mas muito mais duradoura, podem definir uma subclasse de GRBs longos, de modo que uma correlação muito estreita apareça entre a duração do raio-X fase de platô, sua luminosidade, e a luminosidade do recurso de raio gama imediato (ver Fig. 1). Esta correlação de três parâmetros aponta um plano no qual os eixos, comprimento, largura e altura representam essas quantidades.
A imagem mostra o La (luminosidade no final do planalto de raios-X), Ta (a duração do quadro de repouso do platô) e Lpeak, (o pico de luminosidade na emissão imediata) espaço, com um plano equipado com 183 GRBs observados por Swift, incluindo GRBs com um SNe associado (cones), Flashes de raios-X (esferas), Curto com emissão estendida (cuboides), GRBs longos (círculos), e GRBs ultralongos (poliedros). Cores mais escuras indicam dados acima do plano, enquanto dados de cores mais claras abaixo do plano. Crédito:Instituto Nazionale di Astrofisica
Os pesquisadores subdividiram a amostra em categorias:o plano identificado por GRBs de ouro, e GRBs com planaltos de raios-X muito bem definidos e menos íngremes. Esta análise mostra uma dispersão ainda menor em comparação com os planos derivados de outras classes. Isso sugere seu uso para estudos cosmológicos onde é essencial saber o brilho preciso dos traçadores cosmológicos usados.
Há evidências de uma origem física diferente para GRBs curtos que apresentam emissão estendida em comparação com as outras classes. Isso é relevante para o campo nascente da astronomia das ondas gravitacionais, em que um sinal distinto pode ser esperado em conexão com eventos com uma associação GRB curta ou longa. Assim, a distância dos planos fundamentais apresentados por GRBs com certas características torna-se uma ferramenta crucial para discernir entre as categorias de GRB, levando a uma compreensão mais profunda de sua natureza. Há uma diferença estatística entre o plano de amostra de ouro e o plano identificado por curto com emissão estendida.
Os pesquisadores estão tomando medidas para a identificação da diversificada mistura de espécies que compõem o zoológico de raios gama, um programa muito desafiador que acabará por determinar os mecanismos físicos responsáveis pelas muitas variedades de raios gama, e finalmente cumprir a promessa de seu uso como sondas cosmológicas.
