A impressão deste artista fornece um esquema de como o gerador de imagens a bordo do satélite Integral da ESA (IBIS) pode reconstruir imagens de eventos poderosos como rajadas de raios gama (GRB) usando a radiação que passa pela lateral do telescópio de imagem Integral. IBIS usa duas camadas de detector, um em cima do outro, enquanto a maioria dos telescópios de raios gama contém apenas uma única camada de detector. No IBIS, os raios gama de alta energia acionam a primeira camada do detector (chamada ISGRI), perdendo alguma energia no processo, mas eles não são completamente absorvidos. Isso é conhecido como espalhamento Compton. Os raios gama desviados então passam para a camada abaixo (chamada PICSIT), onde podem ser capturados e absorvidos pelos cristais PICSIT porque eles perderam alguma energia em sua passagem pela primeira camada. A parte sombreada em azul da imagem descreve o campo de visão totalmente codificado do instrumento. IBIS pode ver nos cantos porque os raios gama dos GRBs mais poderosos passariam pela blindagem de chumbo na lateral do telescópio, em seguida, através da primeira camada de detector antes de descansar na segunda camada. Os locais de dispersão nas duas camadas de detecção e os depósitos de energia podem então ser usados para determinar a direção do GRB. Crédito:ESA / C.Carreau
Uma colaboração global de telescópios, incluindo o observatório espacial de alta energia Integral da ESA, detectou uma mistura única de radiação saindo de uma estrela morta em nossa galáxia, algo que nunca foi visto antes neste tipo de estrela, e pode resolver um mistério cósmico de longa data.
A descoberta envolve dois tipos de fenômenos cósmicos interessantes:magnetares e Fast Radio Bursts. Os magnetares são remanescentes estelares com alguns dos campos magnéticos mais intensos do Universo. Quando eles se tornam 'ativos', eles podem produzir rajadas curtas de radiação de alta energia que normalmente não duram nem um segundo, mas são bilhões de vezes mais luminosas que o sol.
Os Fast Radio Bursts são um dos maiores mistérios não resolvidos da astronomia. Descoberto pela primeira vez em 2007, esses eventos pulsam intensamente em ondas de rádio por apenas alguns milissegundos antes de desaparecer, e raramente são vistos novamente. Sua verdadeira natureza permanece desconhecida, e nenhuma explosão desse tipo jamais foi observada dentro da Via Láctea, com uma origem conhecida, ou emitindo qualquer outro tipo de radiação além do domínio das ondas de rádio - até agora.
No final de abril, SGR 1935 + 2154, um magnetar descoberto há seis anos na constelação de Vulpecula, após uma explosão substancial de raios-X, tornou-se ativo novamente. Logo depois, os astrônomos viram algo surpreendente:este magnetar não estava apenas irradiando seus raios-X usuais, mas ondas de rádio, também.
"Detectamos a explosão de alta energia do magnetar, ou 'difícil', Raios-X usando Integral em 28 de abril, "diz Sandro Mereghetti do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF – IASF) em Milão, Itália, autor principal de um novo estudo desta fonte com base nos dados Integral.
"O 'Sistema de Alerta de Burst' no Integral alertou automaticamente observatórios em todo o mundo sobre a descoberta em apenas alguns segundos. Isso foi horas antes de qualquer outro alerta ser emitido, permitindo que a comunidade científica aja rapidamente e explore esta fonte com mais detalhes. "
Astrônomos no solo avistaram uma explosão curta e extremamente brilhante de ondas de rádio da direção de SGR 1935 + 2154 usando o radiotelescópio CHIME no Canadá no mesmo dia, no mesmo período de tempo da emissão de raios-X. Isso foi confirmado independentemente algumas horas depois pela Pesquisa de Emissão de Rádio Astronômica Transiente 2 (STARE2) nos Estados Unidos.
"Nunca vimos uma explosão de ondas de rádio, semelhante a um Fast Radio Burst, de um magnetar antes, "acrescenta Sandro.
"Crucialmente, o gerador de imagens IBIS no Integral nos permitiu localizar com precisão a origem da explosão, pregando sua associação com o magnetar, "diz o co-autor Volodymyr Savchenko do Integral Science Data Center da Universidade de Genebra, Suíça.
Impressão artística de SGR 1935 + 2154, um remanescente estelar altamente magnetizado, também conhecido como magnetar. Crédito:ESA
"A maioria dos outros satélites envolvidos no estudo colaborativo deste evento não foram capazes de medir sua posição no céu - e isso foi crucial para identificar que a emissão realmente veio do SGR1935 + 2154."
"Esta é a primeira conexão observacional entre magnetares e Fast Radio Bursts, "explica Sandro.
"É realmente uma grande descoberta, e ajuda a trazer a origem desses fenômenos misteriosos em foco. "
Esta conexão apóia fortemente a ideia de que Fast Radio Bursts emanam de magnetares, e demonstra que rajadas desses objetos altamente magnetizados também podem ser detectadas em comprimentos de onda de rádio. Os magnetares são cada vez mais populares entre os astrônomos, como se pensa que desempenham um papel fundamental na condução de uma série de eventos transitórios diferentes no Universo, de explosões supernovas superluminosas a explosões de raios gama distantes e energéticos.
Lançado em 2002, Integral carrega um conjunto de quatro instrumentos capazes de observar e obter imagens simultaneamente de objetos cósmicos em raios gama, Raios X, e luz visível.
No momento da explosão, o magnetar estava no campo de visão de 30 por 30 graus do instrumento IBIS, levando a uma detecção automática pelo pacote de software Burst Alert System do satélite - operado pelo Integral Science Data Center em Genebra - alertando imediatamente os observatórios em todo o mundo. Ao mesmo tempo, o Spectrometer on Integral (SPI) também detectou o estouro de raios-X, along with another space mission, China's Insight Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT).
"This kind of collaborative, multi-wavelength approach and resulting discovery highlights the importance of timely, large-scale coordination of scientific research efforts, " adds ESA's Integral project scientist Erik Kuulkers.
"By bringing together observations from the high-energy part of the spectrum all the way to radio waves, from across the globe and in space, scientists have been able to elucidate a long-standing mystery in astronomy. We're thrilled that Integral played a key role in this."
The paper "INTEGRAL discovery of a burst with associated radio emission from the magnetar SGR 1935+2154" by S. Mereghetti et al. é publicado no Cartas de jornal astrofísico .
