Uma das descobertas mais importantes da astrofísica resultante do surgimento da astronomia de raios gama permaneceu em segredo militar por cerca de uma década. Somente no início da década de 1970 é que a comunidade científica tomou conhecimento da existência de explosões de raios gama (explosões de raios gama ou GRB, em inglês).
Ela inicialmente ficou confusa porque esses GRBs foram visivelmente produzidos por processos capazes de liberar em poucas dezenas de segundos no máximo o equivalente à energia irradiada pelo Sol durante toda a sua vida teórica, ou seja, cerca de 10 bilhões de anos.
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A quilonova mais brilhante observada teria criado um magnetar Leia o artigo
Descobriu-se que havia dois tipos principais de explosões de raios gama: as curtas – com duração inferior a dois segundos – e as longas – com duração média de algumas dezenas de segundos.
Há boas razões para acreditar que o primeiro tipo se deve à colisão de duas estrelas de neutrões – colisão na origem de algumas das fontes deondas gravitacionais e que dá origem ao que chamamos de quilonovas.
Temos também boas razões para pensar que o segundo tipo é o dos hipernovasisto é, estrelas muito massivas cujos corações desabam repentinamente, dando uma buraco negro agregando o matéria que produz jatos muito energéticos rasgando a superfície das estrelas que então explodem.
Uma bela impressão artística da explosão de uma hipernova com a formação de um buraco negro na estrela-mãe. Estas imagens sintéticas ilustram o modelo de hipernova, que deve ser responsável pela maioria das longas explosões de raios gama. Antes da explosão de uma estrela muito massiva, um buraco negro se forma no lugar de seu coração, engolindo então o resto da estrela. Como também se forma um disco de acreção com jatos de partículas, os vemos emergir da superfície da estrela e se propagar no meio interestelar, criando uma onda de choque. Emissões de fótons gama ocorrem lá. Para obter uma tradução francesa bastante precisa, clique no retângulo branco no canto inferior direito. As legendas em inglês devem aparecer. Em seguida, clique na porca à direita do retângulo, depois em “Legendas” e por fim em “Traduzir automaticamente”. Escolha “Francês”. © Desy, Laboratório de Comunicação Científica
Estrelas primitivas de população III?
Sabemos que em geral supernovas fazem parte do processo de nucleossíntese estelar no coração de estrelas massivas. Processo que começa com a fabricação de núcleos pesados por fusão termonuclear de elementos leves. Esses núcleos pesados são então dispersos no galáxias pelas explosões dessas estrelas. Somos, portanto, poeira estelar, como disse Hubert Reeves.
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Uma explosão colossal de raios gama surpreende os astrônomos; durou horas em vez de alguns minutos!
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Podemos razoavelmente pensar que as primeiras estrelas, aquelas conhecidas como estrelas populacionais do tipo III, nasceram algumas centenas de milhões de anos depois do nascimento. Big Bang e que eram particularmente massivos, capazes de produzir os primeiros elementos pesados além do lítiocomo núcleos de carbonodeazoto eoxigênio que encontramos no moléculas vida orgânica.
Essas primeiras estrelas e as que nasceram um pouco mais tarde devem produzir longas explosões de raios gama. O estudo das explosões que acompanham estas GRBs deverá dar-nos informações valiosas para compreender as primeiras estrelas e descobrir quão próximas estavam, ou não, daquelas que são mais jovens e explodem na forma de supernovas mais clássicas.
Uma missão espacial foi, portanto, projetada para estudar especificamente as explosões de raios gama, especialmente as longas. Esta é a missão franco-chinesa Svom (Monitor de objetos variáveis astronômicos multibanda baseado no espaço). Foi lançado em 22 de junho de 2024 pelo foguete Longa Marcha 2C chinesa da base de lançamento de Xichang.
Svom é o resultado de uma colaboração entre as duas agências espaciais nacionais, CNSA (Administração Espacial Nacional da China) e Cnes (Centro Nacional de Estudos Espaciais) com as principais contribuições dos laboratórios do Instituto de Pesquisas das Leis Fundamentais doUniverso (Irfu) e o Instituto de Pesquisa em Astrofísica e Planetologia (Irap) da França e o Observatório Astronômico Nacional (NAO) e o Instituto de Alta Energia de Pequim (IHEP) para a China.
A missão espacial franco-chinesa Svom dedica-se a localizar e estudar as explosões estelares mais distantes, as explosões de raios gama. Esses cataclismos, sinalizados por um breve clarão de raios gama, a forma mais energética de luz, acompanham a desintegração das estrelas maiores. Visíveis até aos limites do Universo, estas explosões oferecem a única forma de observar o destino das primeiras estrelas do Universo e de sondar os limites do cosmos. Ver uma estrela explodir é um evento raro. E, no entanto, os primeiros vestígios de observação são antigos e começaram na China, há mais de um milénio. Descubra a história dessas primeiras observações. Um mergulho fascinante nos primórdios do Universo. ©CEA
A Svom iniciou a sua campanha de estudos científicos há um ano, em 2025, e já é um sucesso com mais de 280 GRBs detectados, cerca de 80% dos quais são explosões gama longas, sendo as restantes curtas.
O Svom não apenas detecta explosões gama, mas também emite alertas rapidamente e continuamente para que outros telescópios no espaço e no solo especifique a natureza da fonte associada a uma GRB em outros comprimentos de onda. É então também possível realizar astronomia multimensageira com fontes gravitacionais quando estas estão suficientemente próximas para serem detectáveis com Ligo e Virgem, e porque não também detectando neutrinos com instrumentos gigantes como o IceCube.
Na verdade, o Svom pode até ajudar a especificar as posições das fontes gravitacionais ou de neutrinos. Lembremo-nos, no entanto, que não esperamos transmissões neutrinos ouondas eletromagnéticas Quando Virgem E Ligo detectar colisões de buracos negros.
Andrea Saccardi nos conta sobre a descoberta do GRB 250314A. ©CEA
As supernovas mais distantes detectadas!
Svom tem em particular em sua caça, em 14 de março de 2025, uma explosão excepcional de raios gama, chamada GRB 250314A. Foi uma longa explosão de raios gama e sua fonte foi observada e especificada noinfravermelho usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST). A medição da mudança espectral da galáxia hospedeira do GRB mostrou que ela ocorreu cerca de 730 milhões de anos após o Big Bang, que remonta a cerca de 13,7 mil milhões de anos.
O JWST mostrou que se tratava de uma supernova com muitas características daquelas observadas muito mais tarde na história do cosmos observável e não muito longe do Via Láctea. Isto sugere que o mecanismocolapso estrelas massivas, há 13 bilhões de anos, foi feito como imaginamos para supernovas mais recentes.
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Um satélite franco-chinês detectou a supernova mais distante já observada! Leia o artigo
Acima de tudo, como Futuro já tinha explicado (ver link acima), GRB 250314A é sem dúvida o produto da supernova mais distante já detectada. No entanto, a explosão de raios gama mais distante identificada até agora (falta prova de que foi o resultado de uma supernova), GRB090423, ocorreu 630 milhões de anos após o Big Bang.
O você sabia ?
Sabemos que no final da década de 1960, satélites militares colocados em órbita pelos Estados Unidos descobriram explosões gama, em inglês explosões de raios gama ou GRB. Esses satélites tinham a missão de detectar explosões nucleares proibidas dentro ou fora da atmosfera. Mas rapidamente, os cientistas responsáveis pelos satélites Vela compreenderam que estes eventos eram cósmicos e não de origem humana. Anos mais tarde, a sua descoberta foi desclassificada, o que deixaria perplexa a comunidade astrofísica.
Na verdade, a energia libertada foi colossal, incompreensível… até que alguém sugeriu admitir que estas GRBs não eram emissões de radiação gama numa espécie de esfera de luz, mas em jactos focados. A energia liberada foi muito menor, embora ainda gigantesca, mas desta vez compreensível no âmbito da astrofísica conhecida.
Percebemos também que poderíamos dividir os GRBs em duas classes: os curtos, que duram menos de dois segundos, e os longos, que geralmente duram cerca de dez segundos. No primeiro caso, estas foram provavelmente colisões de estrelas de nêutrons, resultando no que mais tarde foi chamado de quilonovas, explosões mais fortes que as novas, mas mais fracas que as supernovas.
As longas explosões devem ter sido produzidas por estrelas muito massivas em rotação rápida que, ao colapsarem gravitacionalmente, formaram um buraco negro em rotação de Kerr no seu núcleo, um buraco negro produzindo um disco de acreção que dura algumas dezenas de segundos e gera poderosos jactos de material através do envelope da estrela que explode numa supernova por vezes chamada de hipernova. Isto é o que também tem sido chamado em inglês de modelo de colapso, contração de termos em inglês colapso (colapso) e estrela (estrela), oficialmente “estrela implodente” em francês, embora este nome dificilmente seja usado na prática.
Svom é uma missão espacial franco-chinesa dedicada ao estudo de explosões gama, um fenômeno transitório com um intenso flash de radiação gama como assinatura. Esses fenômenos são os mais brilhantes já observados desde o Big Bang. O Svom será lançado em junho de 2024 na base de Xichang, na China. Durante esta apresentação apresentarei as explosões de raios gama, a missão Svom, seus desafios científicos e seus primeiros resultados. Uma conferência proferida no âmbito do Encontros de céu e espaço 2024. © Associação Astronômica Francesa (AFA)