Astrônomos fizeram uma descoberta revolucionária que pode mudar a forma como entendemos a morte das estrelas e a evolução do universo. Usando o telescópio Gemini South, operado pelo NOIRLab da NSF, os cientistas estudaram um poderoso surto de raios gama (GRB) e o que eles encontraram foi surpreendente. Neste artigo, vamos mergulhar em 30 pontos cruciais dessa descoberta e explorar suas implicações.
O Contexto
As estrelas são corpos celestes que passam por várias fases em suas vidas. A forma como uma estrela morre geralmente é previsível e depende de sua massa. Estrelas de baixa massa, como o nosso Sol, perdem suas camadas externas à medida que envelhecem e eventualmente desaparecem, tornando-se anãs brancas. Por outro lado, estrelas mais massivas queimam de forma mais brilhante e morrem mais cedo em explosões cataclísmicas conhecidas como supernovas, criando objetos ultradensos como estrelas de nêutrons e buracos negros. Quando dois desses remanescentes estelares formam um sistema binário, eles também podem eventualmente colidir.
Uma Descoberta Inovadora
No entanto, uma nova pesquisa aponta para uma quarta opção, há muito hipotetizada, mas nunca antes vista. Enquanto procuravam a origem de um surto de raios gama de longa duração (GRB), os astrônomos usaram o telescópio Gemini South no Chile e outros telescópios para desvendar evidências de uma colisão semelhante a um derby de demolição de estrelas ou remanescentes estelares na região caótica e densamente povoada perto de um buraco negro supermassivo em uma galáxia antiga.
Andrew Levan, astrônomo da Radboud University na Holanda e autor principal de um artigo publicado na revista Nature Astronomy, disse: “Esses novos resultados mostram que as estrelas podem encontrar seu fim em algumas das regiões mais densas do Universo, onde podem ser levadas a colidir. Isso é emocionante para entender como as estrelas morrem e para responder a outras perguntas, como quais fontes inesperadas podem criar ondas gravitacionais que podemos detectar na Terra.”
O Coração das Galáxias Antigas
As galáxias antigas estão muito além do auge de sua formação estelar e teriam poucas, se houvesse, estrelas gigantes restantes, que são a principal fonte de GRBs longos. No entanto, seus núcleos estão repletos de estrelas e uma variedade de remanescentes estelares ultradensos, como anãs brancas, estrelas de nêutrons e buracos negros. Os astrônomos há muito suspeitavam que, na turbulenta colmeia de atividades em torno de um buraco negro supermassivo, seria apenas uma questão de tempo até que dois objetos estelares colidissem para produzir um GRB. No entanto, a evidência para esse tipo de fusão tem sido difícil de encontrar.
O Primeiro Sinal
Os primeiros indícios de que tal evento ocorreu foram vistos em 19 de outubro de 2019, quando o Observatório Swift Neil Gehrels da NASA detectou um flash brilhante de raios gama que durou pouco mais de um minuto. Qualquer GRB que dure mais de dois segundos é considerado “longo”. Esses surtos geralmente vêm da morte de supernovas de estrelas com pelo menos 10 vezes a massa do nosso Sol, mas nem sempre.
Observações Cruciais
Os pesquisadores então usaram o Gemini South para fazer observações de longo prazo do brilho residual do GRB para aprender mais sobre sua origem. As observações permitiram que os astrônomos identificassem a localização do GRB em uma região a menos de 100 anos-luz do núcleo de uma galáxia antiga, colocando-o muito perto do buraco negro supermassivo da galáxia. Os pesquisadores também não encontraram evidências de uma supernova correspondente, o que deixaria sua marca na luz estudada pelo Gemini South.
Andrew Levan comentou: “Nossa observação de acompanhamento nos disse que, em vez de ser o colapso de uma estrela massiva, o surto foi provavelmente causado pela fusão de dois objetos compactos. Ao identificar sua localização no centro de uma galáxia antiga previamente identificada, tivemos a primeira evidência tentadora de uma nova maneira de as estrelas encontrarem seu fim.”
Um Ambiente Extremo
Em ambientes galácticos normais, a produção de GRBs longos a partir da colisão de remanescentes estelares, como estrelas de nêutrons e buracos negros, é considerada extremamente rara. No entanto, os núcleos das galáxias antigas são tudo menos normais, e pode haver um milhão ou mais estrelas amontoadas em uma região de apenas alguns anos-luz de diâmetro. Essa densidade populacional extrema pode ser suficiente para que colisões estelares ocasionais ocorram, especialmente sob a influência gravitacional titânica de um buraco negro supermassivo, que perturbaria os movimentos das estrelas e as enviaria em direções aleatórias. Eventualmente, essas estrelas desgarradas se cruzariam e se fundiriam, desencadeando uma explosão titânica que poderia ser observada a enormes distâncias cósmicas.
O Que Isso Significa?
É possível que tais eventos ocorram rotineiramente em regiões igualmente lotadas em todo o Universo, mas tenham passado despercebidos até agora. Uma possível razão para sua obscuridade é que os centros galácticos estão transbordando de poeira e gás, o que poderia obscurecer tanto o flash inicial do GRB quanto o brilho residual resultante. Este GRB em particular, identificado como GRB 191019A, pode ser uma rara exceção, permitindo que os astrônomos detectem a explosão e estudem seus efeitos posteriores.
Os pesquisadores gostariam de descobrir mais desses eventos. Sua esperança é combinar a detecção de um GRB com a detecção de uma onda gravitacional correspondente, o que revelaria mais sobre sua verdadeira natureza e confirmaria suas origens, mesmo nos ambientes mais obscuros. O Observatório Vera C. Rubin, que entrará em operação em 2025, será inestimável para esse tipo de pesquisa.
Andrew Levan destacou a importância da colaboração, afirmando: “Estudar surtos de raios gama como esses é um ótimo exemplo de como o campo avança com muitas instalações trabalhando juntas, desde a detecção do GRB, às descobertas de resplendores e distâncias com telescópios como o Gemini, até a dissecação detalhada de eventos com observações em todo o espectro eletromagnético”.
Martin Still, diretor de programa da NSF para o Observatório Internacional Gemini, acrescentou: “Essas observações adicionam ao rico legado do Gemini no desenvolvimento de nossa compreensão da evolução estelar. As observações sensíveis ao tempo são um testemunho da operação ágil do Gemini e da sensibilidade a eventos distantes e dinâmicos em todo o Universo.”
Conclusão
Esta descoberta é um marco na astronomia. Ela não apenas revela uma nova maneira pela qual as estrelas podem encontrar seu fim, mas também abre caminho para novas questões e possibilidades. O que mais está escondido nas regiões densamente povoadas perto de buracos negros supermassivos? Como esses eventos podem nos ajudar a entender melhor as ondas gravitacionais e outros fenômenos cósmicos?
À medida que continuamos a explorar o universo, cada nova descoberta nos aproxima de desvendar os mistérios do cosmos. O estudo de GRBs, como o GRB 191019A, é um exemplo perfeito de como a colaboração e o uso de várias instalações podem levar a descobertas inovadoras.
Com o Observatório Vera C. Rubin entrando em operação em breve, podemos esperar ainda mais descobertas emocionantes no futuro. O universo é um lugar vasto e misterioso, e ainda há muito a ser explorado e entendido.
Esta descoberta é um lembrete de que, às vezes, é nas regiões mais densas e caóticas do universo que podemos encontrar algumas das mais belas e reveladoras maravilhas cósmicas.
Fonte:
https://noirlab.edu/public/news/noirlab2319/?lang
