As missões Fermi, Swift, Wind, Mars Odyssey e INTEGRAL participam de um sistema de localização GRB chamado Rede InterPlanetária (IPN) . Agora financiado pelo projeto Fermi, o IPN opera desde o final dos anos 1970 usando diferentes espaçonaves localizadas em todo o sistema solar. Como o sinal atingiu cada detector em momentos diferentes, qualquer par deles pode ajudar a restringir a localização de uma explosão no céu. Quanto maiores as distâncias entre as espaçonaves, melhor será a precisão da técnica.
O IPN colocou a explosão de 15 de abril, chamada GRB 200415A, diretamente na região central de NGC 253, uma galáxia espiral brilhante localizada a cerca de 11,4 milhões de anos-luz de distância na constelação de Escultor. Esta é a posição mais precisa do céu já determinada para um magnetar localizado além da Grande Nuvem de Magalhães , um satélite de nossa galáxia e hospedeiro de uma explosão gigante em 1979, a primeira já detectada.
Flares gigantes de magnetares na Via Láctea e seus satélites evoluem de uma maneira distinta, com um rápido aumento para o brilho máximo seguido por uma cauda mais gradual de emissão flutuante. Essas variações resultam da rotação do magnetar, que repetidamente traz a localização do flare dentro e fora da vista da Terra, como um farol.
Observar essa cauda flutuante é uma evidência conclusiva de uma chama gigante. Visto a milhões de anos-luz de distância, no entanto, essa emissão é muito fraca para ser detectada com os instrumentos de hoje. Como essas assinaturas estão faltando, chamas gigantes em nossa vizinhança galáctica podem estar se mascarando como GRBs do tipo fusão muito mais distantes e poderosos.
Uma análise detalhada dos dados do Gamma-ray Burst Monitor (GBM) da Fermi e do Swift's BAT fornece fortes evidências de que o evento de 15 de abril foi diferente de qualquer explosão associada a fusões, observou Oliver Roberts, cientista associado do Instituto de Ciência e Tecnologia da Universities Space Research Association em Huntsville, Alabama, que liderou o estudo.
Em particular, este foi o primeiro flare gigante conhecido a ocorrer desde o lançamento do Fermi em 2008, e a capacidade do GBM de resolver mudanças em escalas de tempo de microssegundos provou ser crítica. As observações revelam pulsos múltiplos, com o primeiro aparecendo em apenas 77 microssegundos - cerca de 13 vezes a velocidade do flash de uma câmera e quase 100 vezes mais rápido do que o aumento dos GRBs mais rápidos produzidos por fusões. O GBM também detectou variações rápidas de energia ao longo do flare que nunca foram observadas antes.
“Flares gigantes em nossa galáxia são tão brilhantes que sobrecarregam nossos instrumentos, deixando-os pendurados em seus segredos”, disse Roberts. “Pela primeira vez, o GRB 200415A e flares distantes como ele permitem que nossos instrumentos capturem todos os recursos e explorem essas erupções poderosas em profundidade incomparável”.
Flares gigantes são mal compreendidos, mas os astrônomos pensam que resultam de um rearranjo repentino do campo magnético. Uma possibilidade é que o campo bem acima da superfície do magnetar possa se tornar muito torcido, liberando energia repentinamente à medida que se estabelece em uma configuração mais estável. Alternativamente, uma falha mecânica da crosta do magnetar - um starquake - pode desencadear a reconfiguração repentina.
Roberts e seus colegas dizem que os dados mostram algumas evidências de vibrações sísmicas durante a erupção. Os raios-X de mais alta energia registrados pelo GBM de Fermi atingiram 3 milhões de elétron-volts (MeV), ou cerca de um milhão de vezes a energia da luz azul, um recorde para chamas gigantes. Os pesquisadores dizem que essa emissão surgiu de uma nuvem de elétrons e pósitrons ejetados se movendo a cerca de 99% da velocidade da luz. A curta duração da emissão e sua mudança de brilho e energia refletem a rotação do magnetar, subindo e descendo como os faróis de um carro fazendo uma curva. Roberts o descreve como começando como uma bolha opaca - ele o imagina como um torpedo de fótons da franquia “Star Trek” - que se expande e se difunde conforme viaja.
O torpedo também é uma das maiores surpresas do evento. O principal instrumento de Fermi, o Large Area Telescope (LAT), também detectou três raios gama, com energias de 480 MeV, 1,3 bilhões de elétron-volts (GeV) e 1,7 GeV - a luz de mais alta energia já detectada de uma explosão magnética gigante. O que é surpreendente é que todos esses raios gama apareceram muito depois que o brilho diminuiu em outros instrumentos.
Nicola Omodei, um cientista pesquisador sênior da Universidade de Stanford, na Califórnia, liderou a equipe do LAT que investigou esses raios gama, que chegaram entre 19 segundos e 4,7 minutos após o evento principal. Os cientistas concluíram que esse sinal provavelmente vem do clarão magnetar. “Para que o LAT detectasse um GRB curto aleatório na mesma região do céu e quase ao mesmo tempo que o flare, teríamos que esperar, em média, pelo menos 6 milhões de anos”, explicou.
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