CREDIT Observatório Internacional de Gêmeos / NOIRLab / NSF / AURA / K. Paterson & W. Fong, Universidade Northwestern; Processamento de imagem: Travis Rector, Anchorage da Universidade do Alasca / Mahdi Zamani / Davide de Martin
Os astrônomos descobriram a segunda explosão de raios gama confirmada mais distante (SGRB) já estudada usando dois Observatórios Maunakea no Havaí – o Observatório W. M. Keck e o Observatório Internacional Gemini, um programa do NOIRLab da NSF.
As observações confirmam a distância do objeto a 10 bilhões de anos-luz de distância, colocando-o diretamente na época do meio-dia cósmico, quando o universo estava na “adolescência” e formava rapidamente estrelas.
A aparência de um SGRB em um período tão precoce pode alterar as teorias sobre suas origens, particularmente o tempo que duas estrelas de nêutrons levam para se fundir e produzir essas poderosas explosões, bem como a taxa de fusão de estrelas de nêutrons no universo jovem.
“Este foi um objeto muito empolgante para estudar”, disse Kerry Paterson, associado de pós-doutorado no Centro de Pesquisa e Pesquisa Interdisciplinar em Astrofísica da Universidade Northwestern (CIERA) e principal autor do estudo. “Nossa pesquisa sugere agora que fusões de estrelas de nêutrons podem ocorrer surpreendentemente rapidamente em alguns sistemas – com binários de estrelas de nêutrons espiralando juntos em menos de um bilhão de anos para criar um SGRB”.
O estudo foi aceito no The Astrophysical Journal Letters e está disponível no formato preprint no arXiv.org.
Os SGRBs são explosões de curta duração e altamente energéticas de luz de raios gama. A luz de raios gama dura menos de dois segundos, enquanto a luz óptica pode durar algumas horas antes de desaparecer. Portanto, o acompanhamento rápido do pós-brilho óptico desses intensos flashes de radiação de raios gama é fundamental. Poucas horas depois que o Observatório Neil Gehrels Swift da NASA detectou o objeto e transmitiu um alerta mundial, a equipe de Paterson rapidamente apontou os telescópios Gemini North e Keck I para a localização do SGRB.
Usando o Espectrógrafo de Objetos Múltiplos Gemini, seguido pelo Espectrógrafo de Objetos Múltiplos do Observatório de Keck para Exploração Infravermelha (MOSFIRE), os pesquisadores foram capazes de medir o brilho muito fraco do objeto, chamado GRB181123B, porque foi o segundo disparo descoberto em novembro 23, 2018 – noite de ação de Graças.
“Foi irreal”, disse Wen-fai Fong, professor assistente de física e astronomia da Northwestern University e co-autor do estudo. “Eu estava em Nova York com minha família e havia terminado um grande jantar de Ação de Graças. Assim que dormi, o alerta disparou e me acordou. Embora seja um incômodo, você literalmente nunca sabe quando vai pousar. uma grande descoberta como essa! Eu imediatamente disparei as observações de Gemini e notifiquei Kerry. Felizmente, ela estava observando Keck naquela noite e foi capaz de reorganizar seu plano de observação original e apontar o telescópio para o SGRB “.
“Foi muita adrenalina estar em Keck quando o alerta do SGRB disparou e pessoalmente mover o telescópio em direção ao objeto para capturar dados meras horas após a explosão”, disse Paterson.
SGRBs precisamente localizados são raros, geralmente apenas 7-8 são detectados por ano. Para identificar a distância de GRB181123B, a equipe obteve espectros de sua galáxia hospedeira por meio de observações de acompanhamento usando o DEep Imaging and Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) do Observatório Keck.
“Depois que obtivemos o espectro óptico do DEIMOS, ficou claro que esse evento foi um dos SGRBs mais distantes medidos, o que alimentou ainda mais nossa investigação para determinar sua distância precisa”, disse Paterson.
Isso levou a equipe a coletar observações adicionais com o Observatório Keck, juntamente com o telescópio Gemini South no Chile e o Telescópio Multi-Mirror no Arizona. Com uma distância calculada em um desvio para o vermelho cosmológico de 1.754, os dados confirmaram que o objeto é o SGRB de alta confiança mais distante, com uma detecção óptica pós-brilho já encontrada.
“A identificação de certos padrões no espectro, juntamente com as cores da galáxia dos três observatórios, nos permitiu restringir com precisão a distância e solidificá-la como um dos SGRBs mais distantes até hoje em 16 anos de operações Swift”, afirmou. Paterson.
Depois que a equipe identificou a galáxia hospedeira, eles foram capazes de determinar as principais propriedades da população estelar-mãe dentro da galáxia que produziu o SGRB.
“Executar ‘forense’ para entender o ambiente local dos SGRBs e como são suas galáxias domésticas pode nos dizer muito sobre a física subjacente desses sistemas, como a forma como os progenitores do SGRB se formam e quanto tempo leva para eles se fundirem”, afirmou. Fong. “Certamente não esperávamos descobrir um SGRB extremamente distante, pois
Publicado em 16/07/2020 07h49
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