sexta-feira, 10 de julho de 2015

As maiores explosões no Universo são despoletadas pelos ímanes mais potentes

Esta impressão artística mostra uma supernova e a explosão de raios-gama associada originadas por uma estrela de neutrões em rotação muito rápida com um campo magnético muito forte — um objeto exótico chamado estrela magnética. Observações obtidas nos Observatórios de La Silla e Paranal no Chile demonstraram pela primeira vez que existe uma ligação entre uma explosão de raios-gama de longa duração e uma explosão de supernova invulgarmente brilhante. Os resultados mostram que a supernova não teve origem em decaimento radioativo, como se esperava, mas sim em campos magnéticos muito fortes a decair em torno de uma estrela magnética.
Crédito: ESO

Observações obtidas nos Observatórios de La Silla e Paranal no Chile demonstraram pela primeira vez que existe uma ligação entre uma explosão de raios-gama de longa duração e uma explosão de supernova invulgarmente brilhante. Os resultados mostram que a supernova não teve origem em decaimento radioativo, como se esperava, mas sim em campos magnéticos muito fortes a decair em torno de um objeto exótico conhecido por estrela magnética. Os resultados foram publicados ontem na revista Nature.

As explosões de raios-gama constituem um dos eventos associados às maiores explosões que ocorreram desde o Big Bang. São detetadas por telescópios em órbita sensíveis a este tipo de radiação altamente energética, a qual não consegue penetrar a atmosfera terrestre, e são igualmente observadas a maiores comprimentos de onda por outros telescópios, situados tanto no espaço como no solo.

As explosões de raios-gama duram tipicamente alguns segundos, mas em casos muito raros podem ocorrer durante horas. Uma destas explosões de longa duração foi captada pelo satélite Swift a 9 de dezembro de 2011 e chamada GRB 111209A. Foi simultaneamente uma das mais longas e mais brilhantes explosões de raios-gama alguma vez observadas.

À medida que o brilho remanescente da explosão ia desaparecendo, o evento foi estudado pelo instrumento GROND montado no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros em La Silla e pelo instrumento X-shooter no VLT (Very Large Telescope) no Paranal. Foi encontrada uma assinatura clara de uma supernova, chamada mais tarde SN 2011kl. Esta é a primeira vez que uma supernova é descoberta associada a uma explosão de raios-gama de muito longa duração.

O autor principal do novo artigo científico que descreve estes resultados, Jochen Greiner do Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemanha, explica: "Uma vez que apenas uma explosão de raios-gama de longa duração é produzida para cada 10.000 - 100.000 supernovas, a estrela que explodiu deve ser de algum modo muito especial. Os astrónomos pensavam que estas explosões de raios-gama tinham origem em estrelas muito massivas — cerca de 50 vezes a massa do Sol — e que assinalavam a formação de um buraco negro. No entanto, as nossas novas observações da supernova SN 2011kl, descoberta após GRB 111209A, estão a modificar este paradigma relativamente às explosões de raios-gama de muito longa duração."

Num cenário favorável do colapso de uma estrela massiva, espera-se que a intensa emissão ótica/infravermelha da supernova, com duração de cerca de uma semana, venha do decaimento do níquel-56 radioativo formado durante a explosão. No entanto, no caso de GRB 111209A as observações combinadas do GROND e do VLT mostraram sem ambiguidades, e pela primeira vez, que isto não era o que se passava. Outras sugestões foram igualmente postas de lado (outras fontes de energia sugeridas para explicar as supernovas superluminosas eram interações por choques com o material circundante — possivelmente ligadas a conchas estelares ejetadas antes da explosão — ou uma estrela progenitora supergigante azul. No caso de SN 2011kl as observações excluem de forma clara ambas estas hipóteses).

A única explicação que justifica as observações da supernova que segue GRB 111209A é que esta terá tido origem numa estrela magnética— uma estrela de neutrões minúscula que roda centenas de vezes por segundo e que possui um campo magnético muito mais potente que as estrelas de neutrões normais, as quais são também conhecidas por pulsares rádio. Pensa-se que as estrelas magnéticas são os objetos mais magnetizados no Universo conhecido. Esta é a primeira vez que uma ligação clara entre uma supernova e uma estrela magnética foi identificada.

Paolo Mazzali, coautoEr do estudo, reflete sobre o significado desta nova descoberta: "Estes resultados fornecem evidências de uma relação inesperada entre explosões de raios-gama, supernovas muito brilhantes e estrelas magnéticas. Já há alguns anos que suspeitávamos de algumas destas relações do ponto de vista teórico, mas conseguir ligar tudo isto é realmente um desenvolvimento muito interessante."

"O caso de SN 2011kl/GRB 111209A obriga-nos a considerar alternativas ao cenário de uma estrela em colapso. Estes resultados aproximam-nos de ideias novas e muito mais claras sobre o funcionamento das explosões de raios-gama," conclui Jochen Greiner.

Fonte: http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2015/07/10_grb_111209a.htm

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