Qual foi a explosão mais mortal do universo?

Explosões de raios gama são as explosões mais brilhantes e cheias de energia já registradas no universo, perdendo apenas para o Big Bang!

Nosso universo é insondávelmente enorme e igualmente hostil! Com enormes quantidades de nada entre corpos celestes tangíveis, essa escuridão se estende por centenas de bilhões de quilômetros, com um punhado de matéria espalhada de maneira desigual pelas vastas distâncias.Obviamente, as condições são praticamente inabitáveis, sem ar respirável e com a falta das coisas típicas que permitem que a vida exista. Às vezes, essa escuridão fica lindamente iluminada, embora isso realmente não mude a hostilidade da situação. Essas fontes luminosas de luz provêm de explosões gigantescas quando meteoróides bombardeiam um planeta, explosões violentas cospem de uma estrela em chamas ou como quasares colidem consigo mesmos.

O sol (Design Twin) s

Flares em uma estrela ardente (Crédito da foto: Twin Design / Shutterstock)

No entanto, um tipo de explosão cósmica sopra tudo isso para fora da água. Eles são tão mortais que nós os vimos bilhões de anos-luz de distância do nosso planeta – Explosões de Raios Gama.

Explosões de raios gama com energia

O sol brilha intensamente e ilumina nossos céus diurnos. É a fonte da vida na Terra como a conhecemos, nutrindo e sustentando uma infinidade de espécies com a luz que emite. Com o processo constante de fundir hidrogênio em hélio, o sol queima bolsões de gás, criando enormes erupções solares. Seu alcance também é enorme, pois sua luz chega a cantos inconcebivelmente distantes do sistema solar, onde as distâncias se estendem por bilhões de quilômetros. O Sol produz cerca de 4 x 10 ^ 26 Joules de energia por segundo e, dada a vida útil do Sol, que é de 10 bilhões de anos, acrescenta bastante energia a ser queimada.

Sol

O Sol é poderoso, mas sua luz não é nada comparado a um GRB (Crédito da foto: Triff / Shutterstock)

No entanto, isso não acende uma vela aos raios gama, pois eles liberam a mesma quantidade de energia que o Sol leva 10 bilhões de anos para produzir … apenas nos primeiros 10 segundos de sua existência! Os raios gama são a onda mais energética do espectro eletromagnético e possuem os menores comprimentos de onda. Eles são considerados os eventos mais luminosos e cheios de energia do universo, perdendo apenas para o Big Bang, embora essas explosões tenham vida curta, durando de milissegundos a horas. 

Os raios gama são abundantes no universo, mas invisíveis a olho nu, deixando assim o céu noturno preto. Se pudéssemos ver esses raios, o céu noturno pareceria muito diferente, muito mais caótico e trêmulo. 

Causas de explosões de raios gama

A radiação eletromagnética transporta energia radiante na forma de ondas (fótons, quanta) em um campo eletromagnético. Essas ondas têm propriedades dependendo de seus comprimentos de onda, que determinam seu comportamento; esse posicionamento e comportamento potencial podem ser mapeados no espectro eletromagnético. Esse espectro inclui ondas de rádio, microondas, infravermelho, luz visível (para humanos), ultravioleta, raios X e raios gama, dispostos em ordem decrescente dos comprimentos de onda.

Diagrama do espectro eletromagnético (VectorMine) s

Espectro eletromagnético (Crédito da foto: VectorMine / Shutterstock)

Os raios gama, estando no final do espectro, surgem do decaimento radioativo dos núcleos atômicos. Eles têm os menores comprimentos de onda, mas acumulam mais energia no espectro. Os raios gama acompanham as explosões mais impressionantes e energéticas do universo. 

Uma maneira de produzir é quando uma estrela massiva, mais de 50 vezes maior que o nosso Sol, chega ao fim e explode, culminando em um buraco negro. Jatos de raios gama são emitidos durante esse processo, que produz uma quantidade sem precedentes de energia em questão de segundos. Eles também são vistos como originários quando estrelas de nêutrons (o núcleo colapsado de uma estrela massiva) colidem umas com as outras. Algumas outras teorias sugerem que elas ocorrem quando uma estrela de nêutrons se funde com um buraco negro ou quando dois buracos negros colidem um com o outro. Estudos recentes observaram que essas emissões de raios gama são dominadas pela matéria, bem como pelo forte campo magnético criado pelos buracos negros.

Representação artística de um buraco negro no espaço interestelar, puxando gás e poeira que começam a esquentar (Marc Ward)

Representação artística de raios gama saindo de um buraco negro (Crédito da foto: Marc Ward / Shutterstock)

Tipos de explosões de raios gama

Para entender a intensidade da luz de um fenômeno celeste durante um período de tempo, os astrônomos traçam um gráfico chamado curva de luz. Este gráfico mostra as frequências e bandas específicas nas quais a luz é emitida, além de várias outras propriedades, como a intensidade da luz, que fornece informações sobre o fenômeno celeste. 

Em todas as observações de explosões de raios gama, duas explosões parecem não ter as mesmas curvas de luz. Eles são diferentes em todas as propriedades observadas, pois possuem intensidades e picos diferentes, bem como diferentes padrões de brilho inicial e desbotamento subsequente. Alguns têm uma explosão fraca precursora, que depois se transforma em uma explosão forte subsequente. 

GRB BATSE

Curvas de luz de raios gama variadas (Crédito da foto: Daniel Perley / Wikimedia Commons)

Portanto, uma maneira de classificar as explosões de raios gama é através da duração da explosão, como fizemos abaixo.

Explosões curtas de raios gama

A duração desses GRBs é inferior a 2 segundos e eles compreendem 30% de todos os GRBs detectados. Devido à sua vida útil minúscula, é difícil detectá-los e observá-los. 

Observações feitas após 2005 mostram que esses eventos têm um brilho posterior e estão ligados a galáxias elípticas e regiões centrais de grandes aglomerados de galáxias. Isso exclui qualquer conexão com estrelas massivas e supernovas, sugerindo que elas são distintas de GRBs de maior duração. As teorias os ligam a kilonova, o evento em que estrelas de nêutrons colidem ou quando um buraco negro come uma estrela de nêutrons.

Hubble captura brilho infravermelho de uma explosão de kilonova

Kilonova capturado pelo Hubble (Crédito da foto: NASA / Wikimedia Commons)

Longas rajadas de raios gama

Estes são os GRBs mais bem observados, pois ocorrem por mais de 2 segundos e geralmente são os mais comuns dos GRBs observados, compreendendo 70% de todas as detecções. Ocorrem mais comumente quando uma estrela maciça entra em colapso e no caso de uma supernova.

GAMMA RAY BURST (Catmando) s

Uma explosão de supernova causa uma explosão brilhante de raios gama. (Crédito da foto: Catmando / Shutterstock)

Explosões de raios gama ultra-longas

Embora representem o final da classificação Long GRB, com duração de mais de 10.000 segundos, eles são considerados como sua própria classe separada. Essas caudas longas são vistas no nascimento de um magnetar, no colapso de uma estrela supergigante azul ou em um evento de perturbação das marés (quando uma estrela está muito perto de um buraco negro e é separada por suas forças de maré).

Rompimento das marés (GiroScience) s

Rompimento das marés ilustrado (Crédito da foto: GiroScience / Shutterstock)

Observações Históricas

A observação detalhada sobre GRBs tem sido um fenômeno recente; há 20 anos, não tínhamos evidências concretas do que fez esses eventos ocorrerem. Isso mudou com o GRB 020813 , observado em 13 de agosto de 2002 pelo High Energy Transient Explorer, um satélite americano implantado para detectar explosões de raios gama. A explosão durou cerca de 125 segundos e estava ligada a uma estrela massiva que se tornou supernova. O satélite possuía equipamentos de baixa resolução para os padrões atuais, mas nos deu uma breve visão sobre os GRBs.

Em 2008, a detecção de GRB 080916C quebrou o recorde da explosão mais mortal já registrada. Foi detectada pelo telescópio espacial Fermi Gamma-Ray da NASA em 16 de setembro de 2008. A explosão teve a energia combinada do 5900 tipo la Supernova! A distância também era enorme, pois os astrônomos calcularam que ela fica a 12,2 bilhões de anos-luz de distância, o que significa que aconteceu quando o universo tinha apenas 1,5 bilhão de anos e durou 23 minutos. 

GRB 080916C Observação rápida

Observação rápida GRB 080916C (Crédito da foto: NASA / Wikimedia Commons)

Outro recorde foi estabelecido pelo GRB 130427A , que pode ser detectado por um dia inteiro e foi um dos GRB mais próximos já registrados na Terra, descoberto em 27 de abril de 2013. Foi detectado a 3,6 bilhões de anos-luz de distância e acumulou a energia de 94 bilhão de elétron-volts. Foi uma das explosões mais duradouras, pois o pós-brilho dos raios X pode ser detectado 6 meses após o evento.

Fermi, da Swift, da NASA, vêem explosão 'chocantemente brilhante'

GRB 130427A (Crédito da foto: NASA / Wikimedia Commons)

A detecção do GRB 190114C quebrou os recordes estabelecidos até o momento por outras explosões de raios gama. Essa explosão foi detectada em janeiro de 2019 e é o evento mais brilhante já registrado na Terra. O evento produziu a energia de 1 Tera elétron-volts, um trilhão de vezes a energia de um fóton de luz visível. É considerado o evento mais brilhante desde o Big Bang!

Explosão de raios gama

GRB 190114C (Crédito da foto: NASA / Wikimedia Commons)

Uma melhor tecnologia de detecção nos permitiria detectar eventos que podem até quebrar o recorde estabelecido pelo GRB 190114C no futuro. E se isso acontecer, será uma explosão incrível de testemunhar!

Referências:

  1. Nasa.gov (Link 1)
  2. Nasa.gov (Link 2)
  3. Nasa.gov (Link 3)
  4. Associação de Pesquisa Espacial das Universidades

Deixe um comentário