As explosões mais brilhantes do universo podem ser obra de estrelas antigas que estão morrendo.
Explosões de raios gama (GRBs) são as explosões de luz mais brilhantes e energéticas do universo. Liberado por uma imensa explosão cósmica, um único GRB é capaz de brilhar cerca de um milhão de trilhões de vezes mais do que o sol da Terra, de acordo com a NASA – e, na maioria das vezes, os cientistas não conseguem explicar por que isso acontece.
Parte do problema é que todos os GRBs conhecidos vêm de muito, muito longe – geralmente bilhões de anos-luz da Terra. Às vezes, a galáxia natal de um GRB está tão distante que a luz da explosão parece vir de lugar nenhum, piscando brevemente no céu escuro e vazio e desaparecendo segundos depois. Essas explosões de raios gama de “céu vazio”, como alguns astrônomos as chamam, apresentam um mistério cósmico contínuo há mais de 60 anos. Mas agora, um novo estudo, publicado em 15 de setembro na revista Nature, oferece uma explicação matemática convincente para as origens das explosões poderosas.
De acordo com os pesquisadores do estudo – que modelaram as interações entre os raios gama e outras fontes de energia poderosas, como os raios cósmicos – todas essas explosões nebulosas de céu vazio podem ser o resultado de grandes explosões estelares nos discos de galáxias distantes.
“Modelamos a emissão de raios gama de todas as galáxias do universo … e descobrimos que são as galáxias formadoras de estrelas que produzem a maioria da radiação de raios gama [céu vazio]”, autor do estudo Matt Roth, astrofísico da Australian National University em Canberra, disse em um comunicado.
Explosões do passado
Os astrônomos preferem duas explicações importantes para o mistério dos raios gama do céu vazio. Em uma explicação, os raios ocorrem quando o gás cai nos buracos negros supermassivos que ficam nos centros de todas as galáxias do universo. Nesse cenário, conforme as partículas de gás são sugadas para o buraco negro, uma pequena fração escapa e, em vez disso, irradia em grandes jatos de matéria próximos à velocidade da luz. Acredita-se que esses poderosos jatos possam ser responsáveis por explosões de raios gama.
A outra explicação aponta para explosões estelares chamadas supernovas. Quando estrelas grandes ficam sem combustível e entram em erupção nessas supernovas violentas, elas podem enviar partículas próximas explodindo a uma velocidade próxima à da luz. Essas partículas altamente energéticas, chamadas de raios cósmicos, podem então colidir com outras partículas espalhadas pelo interior gasoso entre as estrelas, produzindo raios gama.
Em seu novo estudo, os pesquisadores se concentraram nessa segunda explicação modelando as interações entre os raios cósmicos e o gás interestelar em vários tipos de galáxias formadoras de estrelas. Eles descobriram que a taxa de emissões de raios gama foi influenciada por vários fatores-chave, incluindo o tamanho da galáxia, a taxa de formação de estrelas (que afeta a taxa de supernovas) e a energia inicial dos raios cósmicos criados por cada supernova.
Uma vez que a equipe tinha um modelo que previa a taxa de GRBs para cada tamanho de galáxia, eles compararam seu modelo a uma pesquisa real de radiação de raios gama compilada pelo Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA. Os pesquisadores descobriram que seus cálculos se ajustam às observações e que as supernovas em galáxias que formam estrelas podem explicar a maioria, senão todos, GRBs de céu vazio.
“É um marco significativo descobrir finalmente as origens desta emissão de raios gama, resolvendo um mistério do universo que os astrônomos têm tentado decifrar desde 1960”, disse Roth.
Os buracos negros provavelmente ainda são responsáveis por alguns dos raios gama que nossos satélites captam, acrescentaram os pesquisadores. Mas quando se trata dos misteriosos GRBs de céu vazio, os buracos famintos simplesmente não são necessários; estrelas explodindo em cantos distantes do universo são suficientes para explicar o fenômeno.
Publicado em 22/09/2021 18h42
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