Geral Um telescópio detectou energia recorde em uma explosão cósmica
Por Redação O Sul | 20 de novembro de 2019
Um grupo de astrônomos anuncia hoje a detecção do brilho proveniente de uma explosão de raios gama com energia de 1 trilhão de elétrons-volt: os fótons (partículas de luz) mais energéticos já detectados num evento celeste. Como base de comparação, fótons visíveis pelo olho humano possuem energia de no máximo 3,4 elétrons-volt.
“Mas o interessante desse evento em particular é que ele foi uma explosão de raios gama ‘ordinária’, sem nada de surpreendente em sua natureza”, afirma Ulisses Barres de Almeida, cientista do CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas) que integra a colaboração internacional que opera o MAGIC. Pela curta duração do brilho a ser observado, porém, nunca um telescópio da classe do Magic tinha sido apontado para uma explosão dessa natureza. “Isso foi resultado de uma década de tentativas.”
Barres explica que uma explosão de raios gama dura tipicamente de 100 a 200 segundos, e é difícil apontar um dispositivo como MAGIC, um telescópio de 64 toneladas, para o ponto certo a tempo de enxergar parte do processo.
O início da explosão em si foi detectada em 14 de janeiro de 2019 por dois satélites de astrofísica para varredura, o Fermi e o Swift, da Nasa, que possuem um campo de visão muito amplo, mas não são capazes de enxergar detalhes do evento. Quando os dois dispositivos espaciais detectaram a explosão em questão, cientistas do MAGIC receberam um alerta, e conseguiram apontar o MAGIC para o evento em apenas 50 segundos. É uma façanha tecnológica, se for levado em conta que o tempo de processamento e transmissão dos dados do Fermi para a Terra leva 22 segundos.
Os cientistas anunciaram a detecção da explosão hoje em dois estudos descrevendo o evento na revista científica “Nature”. Um outro grupo de astrônomos, operando o observatório H.E.S.S., na Namíbia, anuncia conjuntamente a análise de uma explosão de raios gama, da qual foram detectados fótons com 440 bilhões de elétrons-volt, em 20 de julho de 2018.
Tanto o MAGIC quanto o H.E.S.S. funcionam por meio de detecção indireta, enxergando um tipo de brilho produzido quando raios gama atingem a atmosfera terrestre, chamado radiação de Cherenkov. Os raios gama em si acabam sendo filtrados em sua maioria no contato com o ar. Mas a “área de coleta”, a superfície desses dispositivos que fica exposta aos raios gama, permite que investiguem o fenômeno com muito mais precisão que os observatórios espaciais.
Intervenção humana
Para conseguir reagir rápido aos eventos, os cientistas criaram um sistema de alerta, e há sempre ao menos dois astrofísicos acordados monitorando dados dos satélites espaciais. Como o tempo de observação do MAGIC é disputado por astrônomos de todo o mundo para fazer diversos tipos de estudo, é preciso que um humano tome a decisão de cancelar uma sessão de observação e apontar o telescópio para onde o Fermi e o Swift sugerem.
O evento que produziu os raios gama de altas energias, no caso, é provavelmente uma supernova, a implosão de uma estrela que queimou todo seu combustível, resultando na formação de um buraco negro ou uma estrela de nêutrons. Mas a supernova, em si, não parece ter sido a fonte dos raios gama ultraenergéticos.
Os estudos publicados na Nature adotam como explicação mais provável para os raios um fenômeno chamado de “efeito Compton”, que é a emissão de um fóton por um elétron. O brilho detectado pelo telescópio, segundo essa hipótese, não seria um produto direto do colapso da estrela, e sim do material que existia no seu entorno e foi “empurrado” pela onda de impacto da explosão.
Esse fenômeno também sustenta um pós-brilho (“afterglow”) que pode durar horas ou dias após o início da explosão cósmica. No caso dos raios detectados pelo observatório H.E.S.S., raios gama de altíssima energia estavam presentes até 10 horas depois de o evento começar.
“Não se sabia que existia um componente de energia tão energético nessa emissão”, conta Barres.
