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A impressão de um artista sobre como o GRB11823B se compara a outras explosões curtas de raios gama. É a segunda explosão de raios gama curta mais distante já detectada e a mais distante de capturar seu brilho óptico - graças ao rápido tempo de resposta do telescópio Gemini North. Exceto quando são detectados por observatórios de ondas gravitacionais, as explosões de raios gama só podem ser detectadas na Terra quando seus jatos de energia são apontados em nossa direção. Crédito: Observatório Internacional de Gêmeos / NOIRLab / NSF / AURA / J. Pollard / K. Paterson & W. Fong (Northwestern University) / Processamento de imagem: Travis Rector (Universidade do Alasca Anchorage), Mahdi Zamani & Davide de Martin
O rápido acompanhamento do pós-brilho óptico de uma das explosões curtas de raios gama confirmadas mais distantes (SGRB), que se pensa ser a fusão de duas estrelas de nêutrons, está lançando nova luz sobre esses objetos enigmáticos. As observações, feitas pelo Observatório Internacional Gemini, um programa do NOIRLab da NSF, confirmaram a distância do objeto e o colocaram diretamente na época do meio-dia cósmico, quando o Universo estava em sua "adolescência" e formava estrelas rapidamente. O aparecimento de um SGRB tão cedo na história do Universo pode alterar as teorias sobre sua origem, em particular quanto tempo leva duas estrelas de nêutrons para se fundirem para produzir esses eventos poderosos. SGRBs precisamente localizados são raros, geralmente apenas 7-8 são detectados por ano, e este é o SGRB de alta confiança mais distante com uma detecção óptica de pós-brilho.
Os pesquisadores usaram o telescópio Gemini North, de 8,1 metros, para medir o brilho óptico de uma das mais distantes explosões curtas de raios gama (SGRB) já estudadas. Pensado como resultado da fusão de duas estrelas de nêutrons , os SGRBs são eventos cataclísmicos quase insondáveis em termos de suas propriedades básicas, emitindo enormes quantidades de energia em cerca de um segundo. As observações de Gêmeos de um novo SGRB distante agora sugerem que esse processo pode ocorrer surpreendentemente rapidamente para alguns sistemas - com sistemas estelares binários maciços sobrevivendo a explosões de supernova para se tornarem binários estelares de nêutrons, e os binários espiralando juntos em menos de um bilhão de anos para criar um sistema estelar. SGRB. A pesquisa será publicada na revista Astrophysical Journal Letters .
Este objeto, chamado GRB181123B por ter sido a segunda explosão descoberta em 23 de novembro de 2018 - noite de Ação de Graças - foi detectado inicialmente pelo Observatório Neil Gehrels Swift da NASA. Quando o alerta de um evento do satélite Swift foi transmitido ao redor do mundo, vários telescópios treinaram sua visão sobre ele. Em poucas horas, uma equipe da Universidade Northwestern usou o Espectrógrafo de Múltiplos Objetos Gemini (GMOS), que também é um gerador de imagens, no telescópio Gemini North em Maunakea, no Havaí, para registrar o brilho muito fraco do objeto.
"Aproveitamos as capacidades únicas de resposta rápida e a sensibilidade requintada do Gemini North e de seu gerador de imagens GMOS para obter observações profundas do estouro poucas horas após sua descoberta", disse Kerry Paterson, do Centro de Exploração e Pesquisa Interdisciplinar em Astrofísica (CIERA). ) na Northwestern University, EUA, que liderou a equipe de pesquisa. "As imagens de Gêmeos eram muito nítidas e nos permitiram identificar o local para uma galáxia específica".
"Este é um exemplo maravilhoso de astronomia no domínio do tempo, envolvendo acompanhamento extremamente rápido de um evento em rápida evolução", disse Hans Krimm, da National Science Foundation dos EUA. "A resposta rápida de Gêmeos foi fundamental para a rápida captura desse evento, e os dados ópticos e infravermelhos aumentam a emoção da astronomia de vários mensageiros - onde as observações de luz, ondas gravitacionais, neutrinos e raios cósmicos se juntam para contar uma história convincente".
Juntamente com as observações de Gemini, a equipe fez observações de acompanhamento usando o Observatório WM Keck, no Havaí, e o Telescópio Multi-Espelho (MMT), localizado no Observatório Fred Lawrence Whipple, no Monte Hopkins, no Arizona. Os pesquisadores utilizaram a câmera e o espectrógrafo infravermelho Gemini South, FLAMINGOS-2, no Chile para obter um espectro da galáxia hospedeira para determinar a distância do SGRB. O objeto foi encontrado a cerca de 10 bilhões de anos-luz de distância, tornando-o o segundo SGRB confirmado mais distante e o SGRB de alta confiança mais distante com uma detecção óptica de brilho posterior. Comparado às detecções de ondas gravitacionais da fusão de estrelas de nêutrons no Universo muito próximo, os SGRBs são análogos distantes.
"A identificação de certos padrões no espectro, juntamente com as cores da galáxia dos três observatórios, nos permitiu restringir com precisão a distância e solidificá-la como um dos SGRBs mais distantes até hoje em 16 anos de operações Swift", afirmou. Paterson.
O acompanhamento rápido da descoberta de explosões da Swift foi essencial. Muitos SGRBs não podem ser observados com um telescópio a tempo de captar a luz óptica. A luz do brilho posterior diminui rapidamente e pode levar um tempo correspondentemente longo para um telescópio grande e sensível interromper seu plano de observação normal e passar para o novo alvo para iniciar suas observações de acompanhamento.
Depois que a detecção óptica do SGRB foi feita com o Gemini e a galáxia hospedeira foi identificada, a equipe conseguiu determinar as principais propriedades da população estelar parental dentro da galáxia que produziu o SGRB.
"Executar 'forense' para entender o ambiente local dos SGRBs e como são suas galáxias domésticas pode nos dizer muito sobre a física subjacente desses sistemas, como a forma como os progenitores do SGRB se formam e quanto tempo leva para eles se fundirem", afirmou. Wen-fai Fong da Northwestern University e co-autor do estudo. "Certamente não esperávamos descobrir um SGRB extremamente distante, pois eles são muito raros e fracos, mas ficamos agradavelmente surpresos! Isso nos motiva a ir atrás de todos que pudermos."
A maioria dos 43 SGRBs de alta confiança usados no estudo que tiveram suas distâncias medidas até o momento foi encontrada mais perto de casa. Os SGRBs distantes oferecem uma maneira única de estudar os mesmos tipos de eventos quando o Universo era muito mais jovem - um período movimentado no Universo em que as estrelas se formavam rapidamente e as galáxias cresciam rapidamente. A adição de outro SGRB muito distante à população pode mudar a compreensão dos astrônomos sobre esses eventos - em particular, quanto tempo leva para que duas estrelas de nêutrons se fundam e a taxa de fusão de estrelas de nêutrons durante essa época da história do Universo. "Encontrar um SGRB tão cedo na história do Universo sugere que pelo menos alguns pares de nêutrons precisam se reunir de maneira relativamente rápida", segundo Fong.
"Com os recursos telescópicos adequados e instalações de acompanhamento dedicadas, como o Observatório Gemini, podemos abrir uma nova era de descoberta de SGRBs distantes, motivando novos estudos de acompanhamento de eventos passados e acompanhamento igualmente intenso de futuros, "disse Paterson.
Explorar mais
Mais informações: K. Paterson et al. Descoberta da galáxia óptica pós-brilho e hospedeiro do GRB181123B curto em z = 1.754: Implicações para distribuições de tempo de atraso arXiv: 2007.03715. arxiv.org/abs/2007.03715
Informações do periódico: Cartas de periódicos astrofísicos
Fornecido pela Associação de Universidades de Pesquisa em Astronomia (AURA)
Fonte: Phys News / pela Associação de Universidades de Pesquisa em Astronomia (AURA) /14-07-2020
https://phys.org/news/2020-07-observatory-quick-reflexes-capture-fleeting.htmlhttps://phys.org/news/2020-07-observatory-quick-reflexes-capture-fleeting.html
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA
(NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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