Esta descoberta confirma as suspeitas de longa data de que algumas explosões de raios gama , ou GRBs, que são erupções cósmicas detectadas no céu quase diariamente, são de fato explosões poderosas de magnetares relativamente perto de casa.
"Descobrir a existência de uma população de foguetes magnetares extragalácticos proporcionará futuras oportunidades de pesquisa para o LIGO e os físicos nucleares se aprofundarem nas questões centrais do universo", disse o professor assistente do Departamento de Física e Astronomia da LSU, Eric Burns, que faz parte desta descoberta internacional .
A explosão magnetar de 15 de abril prova que esses eventos constituem sua própria classe de GRBs. Burns liderou um estudo estudando suspeitos adicionais usando dados de várias missões. As descobertas aparecerão no The Astrophysical Journal Letters . Explosões perto da galáxia M81 em 2005 e da galáxia de Andrômeda, ou M31, em 2007 já haviam sido sugeridas como chamas gigantes, e a equipe identificou uma explosão em M83, também vista em 2007, mas foi recentemente relatada. Os cientistas também observaram chamas gigantes em 1979, 1998 e 2004.
"É uma pequena amostra, mas agora temos uma ideia melhor de suas verdadeiras energias e até onde podemos detectá-las", disse Burns. "Alguns por cento de GRBs curtos podem realmente ser chamas gigantes magnetar. Na verdade, eles podem ser as explosões de alta energia mais comuns que detectamos até agora além de nossa galáxia - cerca de cinco vezes mais freqüentes do que as supernovas."
GRBs são as explosões mais poderosas do cosmos e podem ser detectados em bilhões de anos-luz. Aqueles que duram menos de dois segundos, chamados GRBs curtos, ocorrem quando um par de estrelas de nêutrons em órbita, que são os restos esmagados de estrelas explodidas, espiralam uma na outra e se fundem. Os astrônomos confirmaram este cenário para pelo menos alguns GRBs curtos em 2017, quando uma explosão seguiu a chegada de ondas gravitacionais, ou ondulações no espaço-tempo , produzidas quando estrelas de nêutrons se fundiram a 130 milhões de anos-luz de distância.
"A explicação preferida para a maioria das explosões curtas de raios gama é que eles são emitidos por um jato de detritos se movendo perto da velocidade da luz produzida na fusão de estrelas de nêutrons ou uma estrela de nêutrons e um buraco negro", disse Eric Burns, um membro da equipe Gamma-ray Burst Monitor de Fermi, então no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "LIGO nos diz que houve uma fusão de objetos compactos, e Fermi nos diz que houve uma curta explosão de raios gama. Juntos, sabemos que o que observamos foi a fusão de duas estrelas de nêutrons, confirmando dramaticamente a relação."
Os magnetares são estrelas de nêutrons com os campos magnéticos mais fortes conhecidos, com até mil vezes a intensidade das estrelas de nêutrons típicas e até 10 trilhões de vezes a força de um ímã de geladeira. Perturbações modestas no campo magnético podem causar a erupção de magnetares com rajadas esporádicas de raios-X por semanas ou mais. Os magnetares raramente produzem erupções enormes chamadas chamas gigantes, que produzem raios gama, a forma de luz de maior energia.
Pouco antes das 04h42min EDT de 15 de abril de 2020, uma breve e poderosa explosão de raios X e gama passou por Marte, disparando o Detector Russo de Nêutrons de Alta Energia a bordo da espaçonave Mars Odyssey da NASA, que orbita o planeta desde 2001 Cerca de 6,6 minutos depois, a explosão acionou o instrumento russo Konus a bordo do satélite Wind da NASA, que orbita um ponto entre a Terra e o Sol localizado a cerca de 930.000 milhas de distância. Após mais 4,5 segundos, a radiação passou pela Terra, disparando instrumentos no Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA, bem como no satélite INTEGRAL da Agência Espacial Europeia e Monitor de Interações Atmosfera-Espacial, ou ASIM, a bordo da Estação Espacial Internacional.
O pulso de radiação durou apenas 140 milissegundos, ou tão rápido quanto um piscar de olhos ou um estalar de dedos.
As missões Fermi, Swift, Wind, Mars Odyssey e INTEGRAL participam de um sistema de localização GRB denominado Rede InterPlanetária ou 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 da 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 na vizinhança galáctica podem estar se mascarando como GRBs do tipo fusão muito mais distantes e poderosos.
Recentemente, a NASA anunciou que escolheu quatro missões astrofísicas de pequena escala para o desenvolvimento de conceitos adicionais em um novo programa chamado Pioneers. Por meio de pequenos satélites e balões científicos, essas seleções permitem novas plataformas para explorar fenômenos cósmicos, como evolução de galáxias, exoplanetas, neutrinos de alta energia e fusões de estrelas de nêutrons. Uma das missões, chamada StarBurst, liderada por Dan Kocevski, Marshall Space Flight Center da NASA, como o investigador principal e Eric Burns como o líder científico, é projetada para estudar GRBs curtos, em parceria com o LIGO para posterior exploração cósmica. continue a compreender essas fontes.
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