Astrônomos encontram explosão de raios gama mais distante até agora

Da galáxia mais distante conhecida no universo observável vem o mais brilhante e mais energético dos eventos: uma possível explosão de raios gama.

Explosões de raios gama são as explosões mais poderosas do universo. O tipo mais comum - GRBs de longa duração - é criado quando estrelas particularmente massivas colapsam. Embora eles emitam a maior parte de sua energia em raios gama, essa explosão é seguida por um brilho residual em comprimentos de onda de baixa energia, incluindo luz ultravioleta.NASA / GSFC

Em março de 2016, os astrônomos encontraram uma galáxia, chamada GN-z11 , que era mais distante - e portanto mais antiga - do que qualquer outra vista antes. A luz dessa galáxia adulta originou-se apenas 420 milhões de anos após o Big Bang, quando a Via Láctea ainda estava em sua infância. 

Reportando observações na Nature Astronomy de segunda-feira , uma equipe baseada em Pequim confirma a distância extrema. Não apenas mediram uma idade mais precisa, mas também encontraram algo inesperado, o que relatou em um segundo estudo publicado na mesma revista. Durante seu período de observação de cinco horas usando o telescópio Keck no Havaí, os astrônomos observaram um breve pico luminoso de luz ultravioleta do GN-z11. 

“Notamos que uma das imagens tinha uma explosão brilhante na posição exata da galáxia”, diz o líder do estudo Linhua Jiang (Universidade de Pequim). “Foi surpreendente, porque o objeto é muito tênue. A única maneira que poderíamos ter visto seria se estivéssemos olhando bem ali, naquele momento, porque alguns minutos depois, ele havia sumido. ” 

Jiang e seus colegas sugerem que esse flash UV inesperado pode ter sido o brilho residual de uma explosão de raios gama (GRB), produzida quando estrelas muito massivas colapsam. 

Antes disso, o GRB mais jovem conhecido foi aquele que explodiu 520 milhões de anos após o Big Bang. Os eventos mais jovens estão fora do alcance dos caçadores GRB, como o Observatório Neil Gehrels Swift da NASA e o Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray. 

É perfeitamente possível que o flash revelador não tenha realmente se originado do GN-z11. Pode ter vindo de algo que transitou entre a Terra e a galáxia exatamente no momento certo, como uma fotobomba cósmica. A equipe considerou todos os prováveis ​​culpados: satélites, asteróides, chamas estelares e até mesmo um GRB coincidente em uma galáxia mais próxima. No final, seus cálculos sugeriram que era altamente improvável que o flash viesse de qualquer lugar diferente do GN-z11. 

Quanto à fonte de emissão, os pesquisadores descartam uma supernova ou evento de interrupção da maré. Isso pode durar dias ou mais, e o que a equipe viu estava lá e desapareceu em menos de três minutos. Em outras palavras, o espectro, o brilho e a duração do transiente eram consistentes com um GRB. 

Peter Meszaros (Penn State University), que não esteve envolvido no estudo, concorda que o espectro é o que ele esperaria de um GRB. “Esta é uma descoberta potencialmente muito importante”, diz ele. 

Acredita-se que as explosões de raios gama sejam criadas pelo colapso de estrelas massivas, e dado que GN-z11 existiu tão pouco depois do Big Bang, seria tentador pensar que um GRB tão precoce poderia representar a morte de um dos primeiros geração de estrelas, conhecidas como estrelas de População III. ““ Mas o que é realmente interessante ”, diz o membro da equipe Bing Zhang (Universidade de Nevada, Las Vegas),“ é que vimos algumas linhas de carbono fortes, o que significa que esta é uma estrela de segunda geração ”. 

O universo começou com apenas hidrogênio e hélio e um punhado de lítio. Elementos mais pesados ​​como o carbono tiveram que ser fundidos nos núcleos de estrelas massivas e distribuídos quando explodiram. Portanto, se há carbono no GN-z11, a galáxia já deve estar no segundo estágio de sua evolução estelar - mesmo na tenra idade de apenas 400 milhões de anos. 

Infelizmente, as observações de UV por si só não são suficientes para identificar o flash como um GRB sem dúvida. A chance de que outro telescópio estivesse olhando para aquela parte exata do céu naquele exato momento é quase nula. 

Além de ultrapassar os limites da detectabilidade, confirmar a idade do GN-z11 e fornecer evidências de estrelas da População II apenas 400 milhões de anos após o Big Bang, esta descoberta também é um vislumbre emocionante do futuro: instrumentos de próxima geração como o James O Telescópio Espacial Webb deve detectar com segurança objetos com desvio para o vermelho muito mais alto, talvez até mesmo encontrando uma estrela de População III ou duas. Até então, nossas tentativas de sondar o amanhecer do universo devem continuar a contar com o acaso.

Fonte: Skyandtelescope.org