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Cientistas descobriram as características de linha espectral de maior energia já associadas a uma explosão de raios gama, de acordo com descobertas recentemente publicadas.
A descoberta, feita por uma equipe de cientistas do Instituto de Física de Altas Energias (IHEP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), envolveu a detecção de uma linha de raios gama que atinge até 37 milhões de elétron-volts, resultante do que os pesquisadores identificaram como uma explosão de raios gama excepcionalmente brilhante chamada GRB 221009A.
Essas explosões altamente energéticas são reconhecidas como os eventos mais brilhantes e poderosos conhecidos no universo, representando as explosões mais energéticas que ocorreram desde o Big Bang.
“Como a explosão de raios gama mais brilhante já observada, GRB 221009A forneceu uma oportunidade preciosa para explorar características de linhas espectrais”, escrevem os pesquisadores em um novo estudo que detalha seu trabalho.
“Pela primeira vez, investigamos a característica da linha em todo este GRB, incluindo o [brightest] parte onde muitos instrumentos sofreram problemas e identificaram linhas de emissão proeminentes em vários intervalos de tempo”, escreve a equipe.
Linhas de raios gama são linhas espectrais que representam a interação de íons energéticos com íons em um plasma térmico. A detecção recente da equipe revela que a linha de raios gama que eles observaram evolui como uma função de lei de potência do tempo, uma relação quantitativa que envolve duas quantidades onde qualquer mudança em uma resultará em uma mudança proporcional na outra.
Em relação à linha de raios gama observada recentemente, essa relação permitiu à equipe obter insights únicos sobre a natureza desse evento altamente energético, oferecendo insights cruciais sobre explosões de raios gama.
Os astrônomos já sabem que esses eventos energéticos estão mais associados a eventos que incluem o colapso do núcleo de estrelas muito massivas, bem como colisões entre objetos celestes, como estrelas, ou mesmo buracos negros.
No início deste ano, observações do Telescópio Espacial James Webb da NASA levaram à detecção de uma supernova massiva associada a GRB 221009Aapontando para sua baixa produção de níquel radioativo. A explosão de raios gama durou quase sete minutos, e acredita-se que eventos de magnitude comparável ocorram apenas uma vez a cada 10.000 anos.
Desafiando os modelos atualmente aceitos envolvendo esses eventos cósmicos energéticos, a descoberta de GRB 221009A levou-o a ser apropriadamente chamado de “o mais brilhante de todos os tempos”, ou BOAT, após sua detecção inicial em 9 de outubro de 2022.
Acredita-se que GRB 221009A tenha se originado do colapso de uma estrela massiva e foi detectado por vários telescópios ao redor do mundo. Na pesquisa recente, cientistas do IHEP, Yunnan Observatories of CAS, Hebei Normal University e Guizhou Normal University trabalharam juntos para analisar dados coletados de um par de monitores de raios gama, GECAM-C e Fermi/GBM.
Com os dados obtidos do GECAM-C, a equipe internacional conseguiu obter medições precisas do espectro de banda de baixa energia. Enquanto isso, os dados do Fermi/GBM forneceram à equipe leituras de banda de alta energia associadas à linha de raios gama. Embora tenha havido alguma perda de dados nas detecções do Fermi/GBM devido ao brilho do GRB 221009A, o GECAM-C não foi afetado, fornecendo dados suficientes para permitir a correção dos dados do Fermi/GBM.
Com base em sua análise abrangente, a equipe de pesquisa conseguiu calcular os espectros do GRB, identificando diversas linhas de raios gama e revelando a descoberta notável da equipe da linha de raios gama de 37 milhões de elétron-volts.
Embora a energia da linha variasse como uma função de lei de potência do tempo, a equipe também descobriu que a razão entre a largura da linha e a energia da linha era constante, uma observação que permitiu aos pesquisadores confirmar a associação entre essas linhas de raios gama e GRB 221009A.
A equipe diz que suas descobertas “lançam novas e importantes luzes sobre a física da GRB e do jato relativístico[s]”, avançando nossa compreensão dos fenômenos mais energéticos conhecidos por ocorrerem no universo.
A pesquisa da equipe foi detalhada em um novo estudo que apareceu em Ciência China Física, Mecânica e Astronomia.
Micah Hanks é o editor-chefe e cofundador do The Debrief. Ele pode ser contatado por e-mail em micah@thedebrief.org. Acompanhe o trabalho dele em micahhanks.com e em X: @MicahHanks.
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