Uma equipe internacional de astrônomos detectou uma nova kilonova associada a uma explosão de raios gama (GRB) próxima conhecida como GRB 211211A. A descoberta, relatada em um artigo publicado em 22 de abril no arXiv.org, pode melhorar nossa compreensão sobre a origem e a natureza dos ainda misteriosos GRBs.
Kilonovas (também conhecidas como supernovas de processo r) são eventos transitórios que ocorrem quando dois objetos compactos, como estrelas de nêutrons, se fundem. Supõe-se que emitem rajadas curtas de raios gama e forte radiação eletromagnética devido ao decaimento radioativo de núcleos pesados de processo r. Até o momento, as quilonovas são a única fonte observada de nucleossíntese do processo r no universo e podem ser responsáveis pela criação da maioria dos elementos mais pesados que o ferro.
O GRB 211211A foi identificado em 21 de dezembro de 2021, pelo Telescópio de Alerta Burst (BAT) a bordo da espaçonave Swift da NASA, a uma distância de cerca de 1,14 bilhão de anos-luz. Durou aproximadamente 51,37 segundos e sua dureza espectral se mostrou próxima à média da população de RGB longo. A curva de luz desta explosão consiste em vários pulsos sobrepostos exibindo pouca evolução espectral.
Um grupo de pesquisadores liderados por Jillian Rastinejad, da Northwestern University, em Evanston, Illinois, conduziu uma campanha observacional de acompanhamento de vários comprimentos de onda do GRB 211211A para lançar mais luz sobre sua natureza. Para isso, eles empregaram instrumentos como o Nordic Optical Telescope (NOT), o Observatório Calar Alto ou o Karl Jansky Very Large Array (VLA).
A imagem óptica deste GRB revelou uma fonte não catalogada desvanecendo-se rapidamente nos primeiros três dias pós-explosão. Outras observações em banda K com o telescópio Gemini-North, fonte detectada com uma luminosidade de banda K de 22,4 mag, indicativa de um forte excesso de infravermelho em comparação com a curva de luz de pós-luminosidade óptica. Posteriormente, a imagem NOT realizada 17 dias após a explosão identificou uma supernova associada (SN).
Os resultados sugerem que este SN é de fato uma kilonova. Os pesquisadores descobriram que a suposta fusão ejetou cerca de 0,04 massas solares de material rico em processo r. Isso é consistente com a fusão de duas estrelas de nêutrons com massas próximas a 1,4 massas solares.
“Se assumirmos que o binário progenitor consiste em duas estrelas de nêutrons e usarmos previsões de simulações de fusão para restringir as massas e velocidades dos componentes relativos, obteremos um bom ajuste com um binário de 1,4 + 1,3 massas solares produzindo cerca de 0,02 massas solares de material ejetado, embora combinar a luminosidade no primeiro dia pode exigir aquecimento adicional pelo jato GRB ao longo da escala de tempo de um minuto da explosão”, explicaram os astrônomos.
De acordo com os autores do artigo, a detecção de uma kilonova após uma longa GRB implica que as atuais taxas de fusão de estrelas de nêutrons calculadas a partir de GRBs curtas podem subestimar a verdadeira população. Eles supõem que fusões relacionadas a GRBs de longa duração podem contribuir significativamente, tanto para a taxa de fusão de objetos compactos quanto para o enriquecimento de r-processos.
Publicado em 08/05/2022 21h37
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