O Gama Mais Brilhante

A morte de uma estrela massiva em todo o universo afetou relâmpagos em nosso planeta e pode nos ensinar sobre a Via Láctea

No início de outubro de 2022, uma onda de radiação de alta energia varreu a Terra a partir de uma explosão de raios gama, um dos eventos mais singularmente catastróficos e violentos que o cosmos tem a oferecer. Os astrônomos determinaram rapidamente sua distância e descobriram que era a explosão mais próxima já vista: a apenas dois bilhões de anos-luz da Terra. Ou, se preferir, a 20 bilhões de trilhões de quilômetros de nós, uma fração decente do tamanho do universo observável.

Para os astrônomos, "próximo" significa algo diferente. Este estava tão próximo, cosmicamente falando, que foi detectado por uma frota de observatórios na Terra e acima dela, e já está produzindo um tesouro científico. Mas mesmo dessa imensa distância em termos humanos, foi o evento mais brilhante já visto em raios-x e raios gama, brilhante o suficiente para que as pessoas detectassem sua emissão de luz visível em telescópios amadores menores, e foi capaz de afetar fisicamente nosso atmosfera superior. Apesar disso, esta explosão de raios gama não representa perigo para nós. De qualquer forma, fico feliz que eles mantenham distância.

Explosões de raios gama, ou GRBs, são explosões intensas de raios gama - a forma de luz de maior energia - que normalmente duram de uma fração de segundo a alguns minutos de duração. Explosões de raios gama têm sido um enigma para os astrônomos desde a Guerra Fria, quando a primeira foi descoberta na década de 1960 por detectores orbitais em busca de armas nucleares testadas na Terra ou acima dela. Mais de 1.700 foram observados desde então. Ainda assim, levou décadas para localizar qualquer um deles bem o suficiente no céu para observá-los com telescópios mais convencionais e entender melhor o que eram. Mesmo assim foi difícil, pois cada GRB tem idiossincrasias, tornando-os complicados de entender como um grupo.

No entanto, temos uma compreensão decente de sua natureza básica. Explosões de curta duração – geralmente de alguns segundos no máximo – vêm de duas estrelas de nêutrons superdensas colidindo e emitindo energia feroz, enquanto as de longa duração – durando vários minutos – vêm de estrelas massivas explodindo no final de suas vidas. O núcleo da estrela colapsa, formando um buraco negro. Um disco giratório de material que não foi imediatamente engolido pelo buraco negro se forma rapidamente ao seu redor, canalizando feixes gêmeos de energia intensa para o espaço, um apontando para cima e o outro para baixo, longe do disco. Estes abrem caminho através da estrela moribunda e entram em erupção enquanto o resto da estrela explode como uma supernova muito poderosa.

A energia nas rajadas de raios gama é quase incompreensível: em poucos segundos eles podem emitir tanta energia quanto o sol durante toda a sua vida útil de 12 bilhões de anos. Seu poder vem de seu foco rígido; esses feixes finos concentram a energia explosiva em uma direção muito estreita. Se o feixe for apontado na sua direção, você verá um flash de raios gama brilhante o suficiente para ser detectado mesmo a muitos bilhões de anos-luz de distância. Fora do caminho, você vê uma supernova mais típica.

Apesar de seu poder, a maioria das rajadas está a uma distância tão grande de nós que sua luz é reduzida drasticamente, e um telescópio é necessário para vê-las.

Apelidado de GRB 221009A - para a primeira explosão de raios gama vista em 9 de outubro - seu flash inicial foi detectado pela primeira vez por sensores no Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi em órbita, projetado especificamente para detectar e encontrar rapidamente as localizações de GRBs. Mesmo para uma rajada de longa duração, ela foi extraordinariamente estendida. Outra explosão de raios gama foi detectada pelo Observatório Neil Gehrels Swift, outro conjunto orbital de telescópios projetados para observar rajadas. Esse segundo pico aconteceu quase uma hora depois, muito mais tarde do que o normal para tais eventos, indicando quanta energia esse GRB em particular tinha à sua disposição.

Swift imediatamente enviou um alerta automático para astrônomos de todo o mundo, que responderam apontando seus próprios telescópios para a explosão. O brilho desbotado da luz visível, causado pelos feixes que colidem com a matéria ao redor da estrela moribunda, revelou sua distância via redshift cósmico (um avermelhamento da luz causado pela expansão do próprio universo) e indicou que este era o GRB mais próximo já visto.