Explosões de raios gama são as explosões mais luminosas do universo, permitindo aos astrônomos observar raios gama intensos em curtas durações. As rajadas de raios gama são classificadas como curtas ou longas, com as longas rajadas de raios gama sendo o resultado da extinção de estrelas massivas. Eles fornecem pistas ocultas sobre a evolução do universo.
Explosões de raios gama emitem raios gama, bem como ondas de rádio, luzes ópticas e raios-X. Quando a conversão de energia de explosão em energia emitida (ou seja, a eficiência de conversão) é alta, a energia de explosão total pode ser calculada simplesmente adicionando toda a energia emitida. Mas quando a eficiência de conversão é baixa ou desconhecida, medir apenas a energia emitida não é suficiente.
Agora, uma equipe de astrofísicos conseguiu medir a energia oculta de uma explosão de raios gama usando a polarização da luz. A equipe foi liderada pelo Dr. Yuji Urata da National Central University em Taiwan e MITOS Science CO., LTD e o professor Kenji Toma do Instituto de Pesquisa de Fronteira para Ciências Interdisciplinares (FRIS) da Universidade de Tohoku.
Os detalhes de suas descobertas foram publicados na revista Nature Astronomy em 8 de dezembro de 2022.
Quando uma onda eletromagnética é polarizada, significa que a oscilação dessa onda flui em uma direção. Embora a luz emitida pelas estrelas não seja polarizada, o reflexo dessa luz é. Muitos itens do dia a dia, como óculos de sol e protetores de luz, utilizam a polarização para bloquear o brilho das luzes que viajam em uma direção uniforme.
Medir o grau de polarização é chamado de polarimetria. Em observações astrofísicas, medir a polarimetria de um objeto celeste não é tão fácil quanto medir seu brilho. Mas oferece informações valiosas sobre as condições físicas dos objetos.
A equipe analisou uma explosão de raios gama que ocorreu em 21 de dezembro de 2019 (GRB191221B). Usando o Very Large Telescope do European Southern Observatory e o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array – alguns dos telescópios ópticos e de rádio mais avançados do mundo – eles calcularam a polarimetria das emissões de GRB191221B que desaparecem rapidamente. Eles então mediram com sucesso as polarizações óptica e de rádio simultaneamente, descobrindo que o grau de polarização de rádio era significativamente menor que o óptico.
“Essa diferença na polarização nos dois comprimentos de onda revela condições físicas detalhadas da região de emissão da explosão de raios gama”, disse Toma. “Em particular, permitiu-nos medir a energia oculta anteriormente imensurável.”
Ao contabilizar a energia oculta, a equipe revelou que a energia total era cerca de 3,5 vezes maior do que as estimativas anteriores.
Com a energia da explosão representando a energia gravitacional da estrela progenitora, poder medir essa figura tem ramificações importantes para determinar as massas das estrelas.
“Conhecer as medidas das verdadeiras massas da estrela progenitora ajudará a entender a história evolutiva do universo”, acrescentou Toma. “As primeiras estrelas do universo poderiam ser descobertas se pudéssemos detectar suas longas explosões de raios gama.”
Publicado em 23/12/2022 23h17
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