Denominada GRB 221009A, a explosão cósmica mais brilhante já detectada na história da observação espacial foi vista pela primeira vez em 9 de outubro de 2022, por telescópios de raios gama e raios-X.
Diversos estudos já foram publicados sobre o evento que, de tão incomum, desafia qualquer modelo previsto pela ciência. Agora, parece que a origem do fenômeno foi finalmente descoberta – graças a ele: o Telescópio Espacial James Webb (JWST).
Sobre GRB 221009A:
- Os cientistas apelidaram a explosão cósmica mais brilhante desde o Big Bang de BOAT;
- Essa sigla significa “Brightest Of All Time”, que quer dizer, literalmente, “A mais brilhante de todos os tempos”;
- Ela parece ter sido lançada por uma supernova que surgiu da morte de uma estrela massiva localizada a cerca de 2,4 milhões de anos-luz da Terra;
- O evento provavelmente também levou ao nascimento de um buraco negro.
“Este foi um evento que a Terra vê apenas uma vez a cada 10 mil anos”, disse Peter Blanchard, líder da equipe e cientista da Universidade Northwestern, nos EUA, em um comunicado. “Foram produzidos alguns dos fótons de maior energia já registrados por satélites projetados para detectar raios gama”.
Blanchard e seu time usaram o JWST para mirar na explosão cerca de seis meses depois que ela foi vista pela primeira vez. “O GRB era tão brilhante que obscureceu qualquer assinatura potencial de supernova nas primeiras semanas e meses após a explosão”, disse ele. “Nessas horas, o chamado afterglow [brilho residual] do GRB era como os faróis de um carro vindo direto em sua direção, impedindo que você visse o carro em si. Então, tivemos que esperar que ela desaparecesse significativamente para nos dar a chance de ver a supernova”.
Usando o Espectógrafo de infravermelho próximo (NIRSpec) do JWST, eles observaram o pós-brilho infravermelho do BOAT. Isso revelou a assinatura de elementos como cálcio e oxigênio, todos característicos de supernovas.
O surpreendente, no entanto, foi que, embora o BOAT seja a erupção cósmica mais poderosa de seu tipo já detectada, a supernova que o criou parecia bastante média para uma morte estelar tão explosiva. “Não é mais brilhante do que as supernovas anteriores. Parece bastante normal no contexto de outras supernovas associadas a GRBs menos energéticos”, disse Blanchard, revelando que a equipe não tem certeza de como uma supernova “normal” poderia ter criado uma explosão de energia tão massiva quanto o BOAT.
O membro da equipe e professor assistente de física da Universidade de Utah, Tammoy Laskar, acha que o GRB extremo pode ser resultado da forma e estrutura de jatos de velocidade próxima à luz lançados por estrelas massivas em colapso à medida que criam buracos negros.
Se uma estrela massiva está girando rapidamente quando colapsa, então os feixes que ela expele são estreitos, mais focados e, portanto, mais brilhantes. “É como focar o feixe de uma lanterna em uma coluna estreita, em oposição a um feixe largo que atravessa uma parede inteira”, disse Laskar. “Na verdade, este foi um dos jatos mais estreitos vistos para uma explosão de raios gama até agora, o que nos dá uma dica de por que o brilho residual parecia tão brilhante”.
Ele ressalta que pode haver outros fatores responsáveis também, “uma questão que os pesquisadores estudarão nos próximos anos”.
James Webb ajuda a analisar as camadas mais profundas da supernova
Os corações das estrelas agem como fornalhas cósmicas, forjando elementos desde os mais leves até o ferro. Depois disso, mesmo as estrelas mais massivas lutam para fundir elementos mais pesados, como ouro e platina.
Anteriormente, acreditava-se que ambientes extremos em torno de supernovas poderiam facilitar a formação desses elementos através da “captura rápida” de nêutrons. No entanto, a pesquisa de Blanchard destaca que as colisões entre estrelas de nêutrons são raras demais para explicar a abundância de elementos pesados no Universo primitivo.
Ele aponta que o tempo necessário para a fusão de estrelas binárias de nêutrons é significativo, sugerindo um canal alternativo para a formação desses elementos: o colapso de estrelas massivas girando rapidamente, um evento agora confirmado como a origem do BOAT.
Com o Webb, os cientistas conseguiram analisar as camadas profundas dessa supernova em busca de elementos mais pesados que o ferro. No entanto, as observações não revelaram assinaturas de elementos pesados, questionando se eventos extremos como o GRB 221009A seriam fontes primárias desses elementos.
Blanchard enfatiza que, embora isso não descarte a possibilidade de outros GRBs produzirem elementos pesados, é uma informação crucial para futuras investigações.
Além de confirmar a origem do BOAT, a equipe também detectou intensa atividade de formação estelar na galáxia hospedeira do evento. A peculiar baixa concentração de elementos pesados nessa galáxia pode fornecer mais pistas sobre as propriedades da explosão colossal. Esses resultados foram publicados nesta sexta-feira (12) na revista Nature Astronomy.