Em 2022, uma explosão de raios gama de intensidade colossal deixou telescópios cegos, sendo a mais brilhante já registrada. Agora, um novo estudo busca esclarecer a possível origem desse fenômeno.
Após o Big Bang, as explosões de raios gama (GRB, na sigla em inglês) são os eventos mais luminosos e energéticos do cosmos. Ocorrendo com relativa frequência, elas estão associadas ao nascimento de buracos negros, e detectá-las é uma tarefa complexa que pode até mesmo desestabilizar sistemas de computadores. Foi o que aconteceu em 9 de outubro de 2022, quando a explosão de raios gama mais intensa já observada “cegou” todos os detectores de alta energia no espaço. O evento, apelidado de BOAT (The Brightest of All Times – A Mais Brilhante de Todos os Tempos), superou em intensidade as expectativas de qualquer equipamento projetado para tais detecções.
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Segundo Wen-fai Fong, professor de física e astronomia, o BOAT foi pelo menos dez vezes mais brilhante do que qualquer explosão de raios gama anterior. Recentemente, cientistas da NASA publicaram uma análise dos eventos que se seguiram aos primeiros cinco minutos da explosão, após os instrumentos voltarem ao normal. O estudo, publicado em 25 de julho na revista *Science*, levanta a primeira pergunta: de onde veio o BOAT?
Como surgem as explosões de raios gama?
O surgimento do BOAT provavelmente decorreu da morte de uma estrela massiva, com uma massa superior a oito vezes a do Sol. Após milhões de anos queimando hidrogênio, a estrela colapsou, gerando um buraco negro em seu núcleo. Em alguns casos, a matéria ao redor do buraco negro é expelida em forma de jatos, lançados a velocidades próximas à da luz. Esses jatos atravessam o espaço interestelar, resultando nas explosões de raios gama.
Os raios gama são a forma de luz mais energética do espectro eletromagnético, superando a luz visível, raios X e ondas de rádio, e são produzidos pelos objetos mais quentes e energéticos do universo. Na Terra, podem surgir em eventos como tempestades e explosões nucleares. Se um GRB ocorresse a alguns milhares de anos-luz de distância, seus efeitos atmosféricos poderiam ser catastróficos para a vida em nosso planeta. Assim, essas explosões são observadas a uma distância segura.
Quando um jato aponta para a Terra, detectamos esses fenômenos por meio de equipamentos especializados. Embora GRBs sejam observados quase diariamente, a intensidade do BOAT, ocorrido a cerca de 24 milhões de anos-luz de distância, foi incomparável.
Observando o BOAT
Usando o telescópio de raios gama Fermi da NASA, os cientistas notaram uma peculiaridade no espectro de luz do BOAT, chamada de “linha de emissão putativa”. Cada cor visível corresponde a uma onda eletromagnética de determinado comprimento. Os objetos absorvem algumas dessas ondas e refletem outras, criando as cores que percebemos. No caso das explosões de raios gama, esse processo gera ondas de menor energia, como raios X e ondas de rádio, que permanecem por mais tempo após a explosão.
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Esse “rastro” é crucial para os cientistas, pois permite reconstruir os elementos que a luz atravessou, revelando a composição química dos objetos envolvidos. Imagine apontar uma lanterna de celular através do dedo: do outro lado, vemos uma luz avermelhada e tênue. Esse simples exemplo ilustra como os cientistas podem deduzir a matéria atravessada pela luz de um GRB, permitindo-nos entender a formação dos jatos e os raios gama.
O estudo sugere que as GRBs são produzidas por colisões de elétrons e pósitrons (suas contrapartes de antimatéria) dentro dos jatos. Cada colisão gera raios gama, mas o processo inverso também pode ocorrer, onde dois raios gama formam um elétron e um pósitron. No ambiente do jato, ambos os processos são comuns, resultando em um mar de partículas em movimento.
Para explicar as observações do telescópio Fermi, os raios gama precisariam ter sido deslocados para energias mais altas devido ao movimento das partículas. Se a hipótese estiver correta, essas partículas viajaram a cerca de 99,9% da velocidade da luz antes de se aniquilarem.
“Após décadas estudando essas impressionantes explosões cósmicas, ainda não compreendemos plenamente os mecanismos desses jatos”, afirmou Elizabeth Hays, cientista do projeto Fermi no Goddard Space Flight Center da NASA. “Encontrar pistas como essa é incrível.”
