Os astrônomos detectaram uma notável explosão de raios gama (GRB) que é um verdadeiro Incrível Hulk em comparação com outras explosões cósmicas do mesmo tipo.
O que torna isso GRB tão especial é o fato de que o motor central que o alimenta permaneceu ativo por cerca de 27 dias, emitindo raios X após a explosão inicial. Isso é 20 dias a mais que o GRB anterior mais longo já registrado.
Esta explosão recorde – designada GRB 220706A e detectada em 6 de julho de 2022 – é ainda mais emocionante porque os cientistas não sabem qual é realmente o motor central que a alimenta.
“Em suma, GRB 220706A é uma erupção de raios X extremamente tardia. A explosão de raios X é comum após GRBs, mas anteriormente sempre ocorria nos primeiros dias após detectarmos a explosão”, disse Benjamin Gompertz, membro da equipe de estudo, da Universidade de Birmingham, na Inglaterra, ao Space.com.
“O fato de observarmos uma queima em torno de 27 dias no período de repouso do GRB nos diz que há um processo ativo em andamento, e isso é sem precedentes na população conhecida”, acrescentou Gompertz. “O recorde anterior de queima retardada foi cerca de seis dias após o GRB.”
O que criou o Incrível Hulk das explosões de raios gama?
GRBs são algumas das explosões mais poderosas do cosmos. Eles têm sido associados ao colapso de uma estrela massiva, que também desencadeia uma supernova e cria uma buraco negro. Isso resulta em um GRB de longa duração, enquanto se pensa que GRBs de curta duração são acionados quando dois remanescentes estelares chamados estrelas de nêutrons colidir.
GRB 220706A é um exemplo de GRB ultralongo, uma rara explosão cósmica de raios gama na qual o motor que alimenta o GRB permanece ativo por mais tempo. Eles são incrivelmente raros e sua causa ainda é desconhecida.
“Não sabemos qual é o motor central que impulsiona esta explosão, e é isso que torna este evento tão convincente”, disse Gompertz. “O fato de vermos um supernova diz-nos que uma estrela entrou em colapso, que é a fonte de energia padrão para GRBs, mas não explica imediatamente a explosão extremamente tardia ou a supernova invulgarmente brilhante. Podemos interpretar isso através de eventos anteriores até certo ponto.”
Gompertz acrescentou que outro GRB ultralongo detectado em 2011, GRB111209Afoi associado a uma supernova invulgarmente brilhante (SN2011k) que apresentava evidências claras de um motor central. A equipe por trás dessa pesquisa determinou que o GRB 111209A é alimentado por um magnetar, uma estrela de nêutrons com um campo magnético particularmente poderoso. Neste caso, o campo magnético gira cerca de 1.000 vezes por segundo.
“Nossa supernova se parece muito com aquela, então um magnetar pode estar presente aqui. Isso combina perfeitamente com supernovas superluminosas, que também se acredita serem movidas por magnetar”, disse Gompertz. “Outra possibilidade poderá ser que o jato GRB e a supernova estejam a colidir com camadas de material denso que foram ejetadas no final da vida da estrela-mãe, à medida que esta se tornou instável e começou a ejetar as suas camadas exteriores. Este tipo de evento também é observado na população de supernovas superluminosas.”
A equipe não tem certeza de como o motor central deste GRB ultralongo difere dos outros e por que isso resultou em 27 dias de queima.
“Uma possibilidade é que seja uma estrela muito maior do que normalmente vemos produzindo GRBs”, disse Gompertz. “Uma estrela maior levaria mais tempo para cair sobre si mesma e assim forneceria uma fonte de energia de vida mais longa para alimentar o jato.”
As fontes GRB podem ser membros de uma população estelar de estrelas massivas e compactas chamada Estrelas Wolf-Rayet. Estes são 10 vezes mais largos que o Sol, com cerca de 10 vezes o tamanho massa da nossa estrela. No entanto, mesmo o colapso de tal estrela não pode explicar GRB 220706A.
“Para alimentar GRB 220706A, estimamos que precisaríamos de uma estrela com cerca de 1.000 vezes o raio do Sol, o que exigiria uma população de estrelas conhecidas como supergigantes azuis”, disse Gompertz.. “Por outro lado, pode ser o remanescente que é diferente. Se esta estrela produziu um magnetar, pode ser que os GRBs ‘normais’ simplesmente entrem em colapso e se transformem em buracos negros.”
A equipe acredita que a grande questão com GRBs como este é se eles são membros da população normal de GRBs ou de um tipo diferente de evento. Ter este segundo evento, além do GRB 111209A, com uma supernova invulgarmente brilhante, potencialmente acrescenta peso à ideia de que estas são estrelas diferentes. Mas o problema ainda não está resolvido.
“As explosões incrivelmente tardias também prejudicam nossos modelos de como os jatos são movidos”, disse Gompertz. “Será fascinante ver como o trabalho teórico futuro pode incorporar uma fonte de energia de uma estrela em colapso que pode durar um mês!”
Poderia haver GRBs ainda mais duradouros no cosmos que até agora não conseguimos detectar. Gompertz explicou por que tais detecções são complicadas.
“GRBs tão longos são difíceis de detectar porque a maioria dos satélites que usamos para encontrá-los estão em órbita baixa da Terrao que significa que o alvo é bloqueado periodicamente a cada 90 minutos ou mais”, explicou ele. “Isso é bom para um GRB típico de 10 a 100 segundos de duração, mas se torna um incômodo ao rastrear eventos muito mais longos. GRBs de longa duração também parecem ser mais ativos nos raios X do que nos raios gama.”
O pesquisador da Universidade de Birmingham acrescentou que missões recém-lançadas como a Sonda Einsteinque é mais sensível aos raios X do que aos raios gama, podem ser os instrumentos perfeitos para encontrar mais GRBs ultralongos.
“Com alguma sorte, conseguiremos mais alguns deles para perseguir, para que possamos começar a tentar entender as incríveis fontes de energia que os impulsionam”, concluiu Gompertz.
Uma versão pré-revisada por pares da pesquisa da equipe é apresentada no site do repositório arXiv.
