Trio de explosões leva cientistas a prever a iminência de supernovas

2004-10-06

Em cima: Fulgurações de raios-gama emitidas pelo núcleo de uma estrela em colapso. Visão artística. Em baixo: Imagem, simulada por computador, da distribuição das partículas no jacto que sai da estrela; as cores amarela e laranja correspondem a partículas de energia muito elevada, responsáveis pela emissão dos raios gama; a azul, as partículas de menor energia espalham-se em ângulos maiores para fora do jacto, dando origem aos frequentes flashes de raios-X. Crédito: NASA.
Três violentas explosões de raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
e raios gama
raios gama
Os raios gama são a componente mais energética e mais penetrante de toda a radiação electromagnética. Os fotões gama possuem energias elevadíssimas, tipicamente superiores a 10 keV, às quais correspondem comprimentos de onda inferiores a umas décimas do Ångstrom. Este tipo de radiação é, por exemplo, emitido espontaneamente por núcleos atómicos de algumas substâncias radioactivas.
, observadas em três regiões completamente distintas do espaço, deixaram os cientistas expectantes. Estes fenómenos, que duraram apenas alguns segundos, foram interpretados como sistemas de alerta para explosões de supernovas
supernova
Uma supernova é a explosão de uma estrela no final da sua vida. As explosões de supernova são de tal forma violentas e luminosas que o seu brilho pode ultrapassar o brilho de uma galáxia inteira. Existem dois tipos principais de supernova: as supernovas Tipo Ia, que resultam da explosão duma estrela anã branca que, no seio de um sistema binário, rouba matéria da estrela companheira até a sua massa atingir o limite de Chandrasekhar e então colapsa; e as supernovas Tipo II, que resultam da explosão de uma estrela isolada de massa elevada (com massa superior a cerca de 4 vezes a massa do Sol) que esgotou o seu combustível nuclear e expeliu as suas camadas externas, restando apenas um objecto compacto (uma estrela de neutrões ou um buraco negro).
, capazes de começarem a revelar-se a qualquer momento.

As primeiras duas ocorrências tiveram lugar a 12 e a 16 de Setembro passado e traduziram-se sob a forma de flashes de raios-X. A terceira sucedeu a 24 de Setembro e tratou-se de uma explosão mais poderosa, na fronteira entre um flash de raios-X e uma fulguração de raios gama
fulguração de raios gama
Uma fulguração de raios gama é uma potentíssima explosão, com consequente libertação de fotões gama, que ocorre em direcções aleatórias no céu. Descobertas acidentalmente nos anos 1960, sabe-se que algumas delas estão associadas a um tipo particular de supernovas, as explosões que marcam o fim da vida de uma estrela de massa elevada.
em pleno desenvolvimento. Se estes sinais forem indícios de supernovas, tal como se espera, os cientistas terão um instrumento para preverem antecipadamente a explosão de estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
de grande massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
e assim poderem estudar, do princípio ao fim, as explosões de supernova deste tipo.

As observações foram efectuadas por uma equipa do Instituto de Tecnologia do Massachusetts (MIT) liderada por George Ricker, utilizando o satélite HETE-2
High Energy Transient Explorer (HETE)
Satélite da NASA, colocado em órbita a 9 de Outubro de 2000, concebido para efectuar o primeiro estudo, em múltiplos comprimentos de onda, das fulgurações de raios gama, possuindo instrumentos sensíveis aos raios ultravioleta, raios-X, e raios gama. Uma característica única deste observatório é a capacidade de localizar fulgurações de raios gama com uma precisão de 10 segundos arco e de, quase em tempo real, enviar a posição medida para uma rede de observatórios terrestres, o que permite uma rápida monitorização no rádio, infravermelho e visível.
, da NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
.

As fulgurações de raios gama são o fenómeno mais poderoso que se conhece, para além do Big Bang. A maior parte delas parece estar relacionada com a explosão de uma supernova devido à morte de uma estrela de massa elevadíssima que degenera num buraco negro
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
; outras resultarão da fusão
fusão
1- passagem do estado sólido ao líquido, por efeito do calor; 2- junção, união.
de buracos negros ou de estrelas de neutrões
estrela de neutrões
Uma estrela de neutrões é o remanescente de uma estrela de massa elevada que explodiu como supernova. Trata-se de um objecto muito compacto constituído essencialmente por neutrões, com apenas cerca de 10 a 20 km de diâmetro, uma densidade média entre 1013 e 1015 g/cm3, uma temperatura central de 109 graus e um intenso campo magnético de 1012 gauss.
. Em qualquer dos casos, o evento produz dois jactos estreitos e orientados em direcções opostas, que transportam enormes quantidades de energia. Se um destes jactos apontar para a Terra, podemos observar esta energia sob a forma de uma fulguração
fulguração
Uma fulguração é uma libertação de energia de forma explosiva da qual resulta um aumento rápido do brilho do astro no qual ocorre. São exemplo deste tipo de fenómenos as fulgurações solares, associadas às manchas solares, bem como as fulgurações de raios-X, que ocorrem em estrelas de neutrões, e de raios gama, que se sabe estarem relacionadas com as explosões de supernova.
de raios gama.

Os flashes de raios-X, designados por XRFs (do inglês X-Ray Flash), foram descobertos em 2001 e assemelham-se às fulgurações de raios gama, mas numa versão menos energética e mais duradoura. Os flashes de raios-X detectados pelo HETE-2 são altamente energéticos, pelo que alguns cientistas pensam poderem ser fulgurações de raios gama observadas ligeiramente fora do ângulo da direcção do jacto, parecendo, por isso, mais fracas. Outra teoria é a de que a explosão estelar que causa o flash de raios-X é rica em bariões
barião
O barião é uma partícula constituída por três quarks. Os protões e os neutrões são bariões. Tal como os mesões, os bariões são um subconjunto dos hadrões, ou seja, das partículas sujeitas à interacção nuclear forte.
. Uma explosão rica em bariões produziria mais raios-X, enquanto que uma explosão rica em leptões
leptão
Partícula elementar sujeita à interacção nuclear fraca, electromagnética e gravitacional, mas não à interacção nuclear forte. Os leptões são fermiões - têm spin semi-inteiro. Os seis leptões que se conhecem actualmente são: o electrão, o muão, o tau, o neutrino do electrão, o neutrino do muão e o neutrino do tau.
produziria mais raios gama. Isto porque os bariões se movem mais lentamente que os leptões, produzindo uma emissão de menor energia.

Há cientistas que pensam que os flashes de raios-X nada têm a ver com as fulgurações de raios gama, não estando assim relacionados com a explosão de estrelas de massa elevadíssima como supernovas. Contudo, as observações realizadas no seguimento do evento de 24 de Setembro, ao qual foi dado o nome de GRB040924 (pela data a que foi observado), começam a sustentar a teoria de que se tratou de uma explosão cósmica contínua dos raios-X aos raios gama. Esta hipótese será confirmada se vier a detectar-se uma supernova na região do espaço de onde provêm os flashes de raios-X.

Descobriu-se ainda que os flashes de raios-X detectados pelo HETE-2 estão mais próximos da Terra que as fulgurações de raios gama até hoje observadas. Embora a ligação entre estas últimas e as explosões de supernovas já tenha sido estabelecida, estas supernovas estariam a distâncias demasiado grandes para poderem ser estudadas em detalhe. As emissões de raios-X poderão vir, assim, a revelar-se sinais de supernovas capazes de permitir uma observação detalhada.

Fonte da notícia: http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/2004/0930grb.html