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Explosões de Raios Gamma Podem Ser Criadas Pelo Colapso do Campo Magnético de Estrelas Massivas

Quando uma estrela massiva em uma galáxia distante colapsa, formando um buraco negro, dois jatos gigantes de plasma são atirados desde o seu núcleo. Essas explosões de raios-gamma extremamente brilhantes são conhecidas como GRBs, e são as explosões mais poderosas do universo. Quando os jatos emitidos estão apontados para a Terra, os telescópios aqui podem detectar a explosão. O material não é simplesmente catapultado de uma estrela que explodiu, ele é acelerado a velocidades extremamente altas seguindo o estreito feixe de um jato de raios-gamma. Uma coisa que sempre perturbou os astrofísicos é que força intensa seria a fonte dessas explosões extraordinárias. Agora, um novo estudo pode ter encontrado pistas sobre esse misterioso fenômeno.

Muitos astrônomos consideram uma explicação para as GRBs com base no modelo do jato bariônico. Esse modelo diz que repetidas colisões violentas entre o material expelido durante a explosão e o material ao redor da estrela que morreu produzem os flashes de raios-gamma e o subsequentemente apagamento da fonte.

Uma segunda hipótese para explicar a origem das GRBs, é o chamado modelo magnético. Nesse casou imenso campo magnético primordial na estrela colapsa, em questões de segundo depois da explosão inicial, liberando energia que alimenta a explosão.

Até então tudo isso eram hipóteses baseadas em modelos, mas agora tudo mudou. Pela primeira vez, os astrônomos encontraram evidências do modelo magnético. Os astrofísicos examinaram os dados do colapso de uma estrela massiva numa galáxia localizada a 4.5 bilhões de anos-luz de distância da Terra. Eles foram alertados do colapso da estrela depois que um flash de raios-gamma, chamado de GRB 190114C, foi detectado pelo Observatório Neil Gehrels Swift da NASA.

Os pesquisadores notaram um determinado nível de polarização na explosão de raios-gamma nos momentos logo após o colapso da estrela, indicando que o campo magnético da estrela foi destruído durante a explosão.

Os astrofísicos envolvidos no estudo disseram que, de acordo com estudos anteriores, eles esperavam detectar uma polarização de cerca de 30% durante os primeiros cem segundos depois da explosão. Mas o que surpreendeu os pesquisadores foi que eles mediram uma polarização de 7.7% menos de um minuto depois da explosão, seguida de uma queda abrupta de 2% logo depois.

Isso indica que o campo magnético colapsou de forma catastrófica, logo depois da explosão, lançando sua energia e fornecendo potência para a luz brilhante que foi detectada através do espectro eletromagnético.

As GRBs são detectadas por satélites dedicados que ficam na órbita da Terra, contudo ninguém consegue prever onde e quando uma GRB irá acontecer, então os cientistas confiam em telescópios robóticos de rápida resposta para registrar o apagamento rápido da explosão. Segundos depois do telescópio da NASA ter identificado a GRB 190114C, os telescópios nas Ilhas Canárias e na África do Sul receberam a notificação da descoberta e foram apontados para lá. Dentro de um minuto, depois da descoberta da GRB, os telescópios já estavam adquirindo dados sobre as emissões.

O sistema inovador de telescópios é inteiramente autônomo, sem precisar da presença de humanos, então eles podem muito rapidamente serem apontados e dar início às observações das GRBs quase que imediatamente após a descoberta feita pelo Swift.

É impressionante que do conforto de seus lares, os astrônomos possam descobrir a importância do campo magnético primordial nas mais poderosas explosões cósmicas em uma galáxia distante.

Fonte:

https://phys.org/news/2020-04-gamma-ray-powered-star-collapsing-magnetic.html

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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