Explicando GRB 221009A, a maior explosão cósmica que a humanidade já viu
A explosão de raios gama mais brilhante já observada, GRB 221009A, se comportou de maneiras inesperadas que podem nos ajudar a entender como elas ocorrem.
- A explosão de raios gama GRB 221009A foi apelidada de a mais brilhante de todos os tempos - em outras palavras, a explosão mais energética da história cósmica. Na realidade, provavelmente não é, mas nós, humanos, talvez nunca vejamos outro igual.
- Os cientistas não sabem ao certo por que o BOAT era tão brilhante ou por que sua emissão secundária durou tanto tempo. Novas pesquisas sugerem que isso pode ter a ver com a maneira como a explosão inicial de raios gama interagiu com o material que a cercava.
- Compreender os mecanismos que causaram o comportamento incomum do GRB 221009A ajudará a tornar o Universo um pouco menos misterioso.
Em 9 de outubro de 2022, detectores de radiação em observatórios astronômicos em órbita registraram um enorme pico de energia. Eles estavam sob uma intensa barragem de raios gama direcionados à Terra – raios originários de algum lugar no espaço profundo. A explosão não foi causada por uma super arma extraterrestre. Em vez disso, sua causa foi a explosão mais poderosa observada em qualquer lugar do Universo. A artigo recente publicado em Avanços da ciência fornece detalhes sobre o que causou a explosão.
GRB 221009A
O evento em questão é denominado GRB 221009A. GRB significa explosão de raios gama , um evento que ocorre quando uma estrela massiva colapsa e se torna um buraco negro. Sob as condições certas, o colapso gera campos magnéticos muito poderosos, direcionando parte do material em colapso para os pólos da estrela e lançando esse material como dois jatos viajando perto da velocidade da luz. Esses jatos são incrivelmente brilhantes e podem ser detectados a bilhões de anos-luz de distância.
A energia liberada nesses jatos é imensa. Se uma explosão de raios gama ocorresse a 100 anos-luz da Terra e seu jato fosse apontado para nós, seria vaporizar nosso planeta . Em distâncias maiores, ainda pequenas em escalas astronômicas, a explosão esterilizaria o lado do planeta atingido pelo jato.
O GRB 221009A foi causado pelo colapso de uma estrela em uma galáxia a 2,4 bilhões de anos-luz de distância – relativamente próxima em relação às distâncias cósmicas. Ao levar em consideração a distância, este GRB foi considerado o mais brilhante já observado, dez vezes mais brilhante que o detentor do recorde anterior. Os astrônomos começaram a chamá-lo de BARCO - o mais brilhante de todos os tempos. Os astrônomos não conseguiram explicar por que essa explosão em particular foi tão brilhante, mas o papel em Avanços da ciência propõe uma explicação.
Libertação prolongada
Em 8 de outubro às 13:16:59 UT, os satélites em órbita detectaram uma explosão inicial de raios gama que durou centenas de segundos. A explosão de raios gama aconteceu muito longe, mas depositou energia equivalente à explosão de uma tonelada e meia de TNT na atmosfera da Terra. A energia foi suficiente para perturbar a ionosfera da Terra sobre o norte da Europa, e os raios gama de maior energia do evento foram mais intensos do que a energia de colisão do Grande Colisor de Hádrons , o acelerador de partículas mais poderoso da Terra.
A energia liberada em GRBs vem em duas fases. A primeira explosão intensa de raios gama é seguida por uma emissão mais longa e lenta em um amplo espectro de energia eletromagnética - de ondas de rádio de baixa energia à luz visível, raios X e raios gama de energia extremamente alta. Este componente mais lento da emissão de energia do GRB é especialmente misterioso.
A explosão inicial de raios gama em um GRB vem do colapso da estrela, enquanto o evento mais lento vem da interação desses raios gama com o material que envolve o colapso. Os raios gama aquecem esse material, dando origem à emissão secundária.
Para a maioria dos GRBs, a emissão secundária diminui lentamente por um curto período de tempo, depois muda seu comportamento e se dissipa rapidamente. Mas essa explosão de raios gama foi diferente. Sua emissão secundária persistiu por muito mais horas ou um pequeno número de dias, como é típico. Dependendo do comprimento de onda, parte da radiação eletromagnética persistiu por um mês ou mais. (Como o GRB 221009A estava localizado no plano da Via Láctea, a poeira obscureceu grande parte da luz visível do GRB. No entanto, os raios-X e as ondas de rádio transmitiram bem.)
Os cientistas não sabem ao certo por que o BOAT era tão brilhante ou por que a emissão secundária durou tanto tempo. Um alinhamento perfeito do jato com a Terra pode explicar ambas as observações. Mas o artigo de Brendan O'Connor e colegas não depende de um alinhamento fortuito. Em vez disso, os autores propõem que o primeiro jato teve dificuldade em escapar do material circundante. A mistura do jato com o material que o cercava sustentava a emissão de luz ao restringir o jato e efetivamente focalizá-lo. O jato foi assim colimado pela interação, o que o impediu de se dispersar da maneira esperada.
Este GRB foi o primeiro evento da civilização
GRB 221009A é fascinante tanto por seu brilho quanto por suas características incomuns de emissão secundária, mas foi mesmo o mais brilhante de todos os tempos? Provavelmente não. Na história do universo, quase certamente houve explosões de raios gama mais brilhantes. No entanto, quando os astrônomos coletam observações de numerosos GRBs para calcular a frequência com que eventos como o GRB 221009A ocorrem, os pesquisadores estimam que eles podem ser observados na Terra talvez uma vez a cada 1.000 anos, ou tão raramente quanto uma vez a cada 10.000 anos.
GRB 221009A, então, pode ser o GRB mais brilhante que ocorreu em toda a civilização humana – e certamente durante o tempo em que os humanos viraram telescópios para o céu. Foi um evento singular, que os pesquisadores não esperam ver repetido durante nossas vidas. E quando entendermos melhor os mecanismos que fizeram isso acontecer, o Universo ficará um pouco menos misterioso.
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