Missões Swift e Fermi da NASA detectam explosão cósmica excepcional

 Astrônomos de todo o mundo são cativados por um pulso excepcionalmente brilhante e duradouro de radiação de alta energia que varreu a Terra no domingo, 9 de outubro. A emissão veio de uma explosão de raios gama (GRB) – a classe mais poderosa de explosões no universo – que está entre os eventos mais luminosos conhecidos.

Os astrônomos pensam que GRB 221009A representa o nascimento de um novo buraco negro formado no coração de uma estrela em colapso. Nesta ilustração, o buraco negro impulsiona jatos poderosos de partículas que viajam perto da velocidade da luz. Os jatos perfuram a estrela, emitindo raios-X e raios gama à medida que fluem para o espaço. Crédito: NASA/Swift/Cruz deWilde

Na manhã de domingo, horário do leste, uma onda de raios-X e raios gama passou pelo sistema solar, acionando detectores a bordo do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA, do Observatório Neil Gehrels Swift e da espaçonave Wind, entre outros. Telescópios ao redor do mundo se voltaram para o local para estudar as consequências, e novas observações continuam.

Chamada de GRB 221009A, a explosão proporcionou um início inesperadamente emocionante para o 10º Simpósio Fermi, uma reunião de astrônomos de raios gama agora em andamento em Joanesburgo, África do Sul. “É seguro dizer que esta reunião realmente começou com um estrondo – todo mundo está falando sobre isso”, disse Judy Racusin, vice-cientista do projeto Fermi no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, que está participando da conferência.

O Telescópio de Raios-X da Swift capturou o brilho de GRB 221009A cerca de uma hora depois de ter sido detectado pela primeira vez. Os anéis brilhantes se formam como resultado de raios-X espalhados de camadas de poeira não observáveis ​​dentro de nossa galáxia que se encontram na direção da explosão. Créditos: Crédito: NASA/Swift/A. Beardmore (Universidade de Leicester)

O sinal, originário da direção da constelação de Sagitta, viajou cerca de 1,9 bilhão de anos para chegar à Terra. Os astrônomos pensam que representa o grito de nascimento de um novo buraco negro, que se formou no coração de uma estrela massiva em colapso sob seu próprio peso. Nestas circunstâncias, um buraco negro nascente impulsiona jatos poderosos de partículas que viajam perto da velocidade da luz. Os jatos perfuram a estrela, emitindo raios-X e raios gama à medida que fluem para o espaço.

Esta sequência construída a partir de dados do Telescópio de Grande Área Fermi revela o céu em raios gama centrado na localização de GRB 221009A. Cada quadro mostra raios gama com energias superiores a 100 milhões de elétron-volts (MeV), onde cores mais brilhantes indicam um sinal de raios gama mais forte. No total, representam mais de 10 horas de observações. O brilho do plano médio da nossa galáxia Via Láctea aparece como uma ampla faixa diagonal. A imagem tem cerca de 20 graus de diâmetro. Crédito: Colaboração NASA/DOE/Fermi LAT

A explosão também forneceu uma oportunidade de observação inaugural há muito esperada para um link entre dois experimentos na Estação Espacial Internacional – o telescópio de raios-X NICER da NASA e um detector japonês chamado Monitor of All-sky X-ray Image (MAXI). Ativada em abril, a conexão é apelidada de Orbiting High-energy Monitor Alert Network (OHMAN). Ele permite que o NICER se transforme rapidamente em explosões detectadas pelo MAXI, ações que anteriormente exigiam a intervenção de cientistas no terreno.

“O OHMAN forneceu um alerta automatizado que permitiu ao NICER acompanhar em três horas, assim que a fonte se tornou visível ao telescópio”, disse Zaven Arzoumanian, líder científico do NICER em Goddard. “Oportunidades futuras podem resultar em tempos de resposta de alguns minutos.” 

A luz dessa antiga explosão traz consigo novos insights sobre o colapso estelar, o nascimento de um buraco negro, o comportamento e a interação da matéria perto da velocidade da luz, as condições em uma galáxia distante e muito mais. Outro GRB tão brilhante pode não aparecer por décadas.

Imagens tiradas em luz visível pelo Telescópio Ultravioleta/Óptico de Swift mostram como o brilho residual de GRB 221009A (circulado) desapareceu ao longo de cerca de 10 horas. A explosão apareceu na constelação de Sagitta e ocorreu há 1,9 bilhão de anos. A imagem tem cerca de 4 minutos de arco de diâmetro. Crédito: NASA/Swift/B. Cenko

De acordo com uma análise preliminar, o Large Area Telescope (LAT) do Fermi detectou a explosão por mais de 10 horas. Uma razão para o brilho e longevidade da rajada é que, para uma GRB, ela fica relativamente próxima de nós. 

“Esta explosão está muito mais próxima do que os GRBs típicos, o que é emocionante porque nos permite detectar muitos detalhes que, de outra forma, seriam muito fracos para ver”, disse Roberta Pillera, membro da Colaboração Fermi LAT que liderou as comunicações iniciais sobre a explosão e um doutorado Estudante da Universidade Politécnica de Bari, Itália. “Mas também está entre as explosões mais energéticas e luminosas já vistas, independentemente da distância, tornando-se duplamente emocionante”.

Fonte: Nasa.gov