As explosões mais poderosas do universo podem sair de sepulturas de buracos negros

Quando certas estrelas entram em colapso, elas liberam explosões avassaladoras de energia, chamadas de explosões de raios gama - a explosão mais poderosa do universo. Mas as sobras cósmicas dessas explosões violentas têm sido um mistério - até agora.

Dois novos estudos sugerem que, quando as explosões de raios gama explodem, alguns podem deixar para trás buracos negros como túmulos, enquanto outros podem terminar como estrelas de nêutrons giratórias.

Explosões de raios gama ocorrem quando algumas estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas e exaurem seus suprimentos de combustível para a fusão nuclear em seus núcleos. Sem a pressão da fusão empurrando para fora, a gravidade vence.

No colapso dramático que se seguiu, uma inundação de luz de raios gama de alta energia e comprimento de onda curto é liberada. Às vezes, eles são associados a supernovas - outra forma explosiva com que as estrelas morrem - mas são eventos separados.

Explosões para buracos negros

Um dos novos estudos descobriu que, para uma determinada classe de explosões de raios gama mais brilhantes e poderosas, apenas buracos negros servem.

"Nós nos concentramos apenas nas [explosões de raios gama] mais brilhantes e extremas, argumentando que a liberação de energia desses eventos é muito grande para ser alimentada pelo colapso de uma estrela de nêutrons (magnetar)", disse o membro do estudo Brad Cenko, pós-doutorado pela University of California, Berkeley.

Os magnetares são um tipo de estrela de nêutrons, um objeto tão denso que seus prótons e elétrons se fundiram para formar nêutrons. Eles são estrelas de giro rápido com campos magnéticos extremamente poderosos.

As estrelas de nêutrons são restritas em quão massivas podem ser - se pesarem mais do que um certo limite, então a gravidade teria colapsado o objeto ainda mais em um buraco negro. Os buracos negros, por outro lado, não têm limite superior de massa, então podem abranger qualquer massa necessária para alimentar uma explosão de raios gama.

Esta equipe usou dados da espaçonave Fermi da NASA, que também observa na luz de raios gama. Originalmente conhecido como Telescópio Espacial de Grande Área de Raios Gama, ou GLAST, o Fermi foi lançado em junho de 2008.

As explosões mais poderosas do Universo podem deixar túmulos de buracos negros: rajadas de raios gama e magnetares! http://cot.ag/htCtRC

- O Instituto SETI (@SETIInstitute) 29 de novembro de 2010

Os dois estudos, ambos apresentados em 17 de novembro na conferência Gamma Ray Bursts 2010 em Annapolis, Maryland, ajudam a esclarecer a história por trás de alguns dos eventos mais violentos do universo. Os cientistas disseram que suas descobertas não são conflitantes.

“Nossos resultados certamente não são mutuamente exclusivos - nós dois estamos analisando subamostras relativamente pequenas de [explosão de raios gama]”, disse Cenko.

Cenário Spinning Star

Outro grupo de cientistas estudou uma amostra de explosões de raios gama observadas pelo satélite de raios gama Swift da NASA, que foi lançado em novembro de 2004.

Eles descobriram que 11 das explosões de raios gama tinham assinaturas particulares no padrão de luz que emitiam, sugerindo que um magnetar estava presente.

Além dessa estranheza, os magnetares têm a peculiaridade adicional de possuir campos magnéticos extremamente fortes. E essas estrelas do tamanho de uma cidade também estão girando tão rápido que fazem uma revolução completa em milissegundos.

Alguns pesquisadores pensaram que os magnetares não teriam massa suficiente para produzir o tipo de energia necessária para uma explosão de raios gama. Mas o novo estudo sugere que pelo menos alguns estão.

“Acho que o que nosso trabalho mostra é que os magnetares são um modelo viável”, disse Paul O'Brien, da Universidade de Leicester do Reino Unido, membro da equipe de pesquisa. “Para este recurso que vemos, é muito difícil ver como você poderia fazer isso para um buraco negro. É muito mais consistente com um modelo magnetar. ”