Cientistas podem ter descoberto nova maneira pela qual uma estrela chega ao fim
Astrônomos descrevem fenômeno que se originou da colisão de estrelas ou remanescentes estelares em um ambiente repleto de material cósmico em torno de buraco negro no núcleo de uma antiga galáxia
A explosão de raios gama, um dos mais violentos eventos astronômicos, está geralmente associada à colisão de estrelas massivas ou fusões de estrelas de nêutrons. Ao investigar as origens de uma dessas explosões, uma equipe internacional de astrofísicos pode ter encontrado uma nova maneira pela qual uma estrela pode chegar ao seu fim.
O fenômeno, nomeado GRB 191019A (do inglês gamma-ray burst), se originou da colisão de estrelas ou remanescentes estelares em um ambiente repleto de material cósmico, em torno de um buraco negro supermassivo, que se encontra no centro de uma antiga galáxia.
De acordo com o estudo, os achados apontam para uma maneira de destruir uma estrela e gerar uma explosão de raios gama conhecida de maneira hipotética, mas nunca observada.
A pesquisa foi liderada pela Universidade Radboud, na Holanda, com a participação de astrônomos da Universidade Northwestern. Os dados foram publicados no periódico científico Nature Astronomy.
“Para cada cem eventos que se encaixam no esquema de classificação tradicional de explosões de raios gama, há pelo menos um estranho que nos deixa confusos”, disse o astrofísico da Northwestern e coautor do estudo Wen-fai Fong, em comunicado.
“No entanto, são essas excêntricas que nos dizem mais sobre a espetacular diversidade de explosões de que o universo é capaz”, completou.
Possíveis desfechos de uma estrela
A maioria das estrelas morre, de acordo com sua massa, de uma das três maneiras previsíveis. No entanto, o novo estudo revela que pode haver uma quarta alternativa, envolvendo estrelas presentes na região do núcleo de uma galáxia.
Quando estrelas de massa relativamente baixa, como o nosso Sol, atingem seus estágios derradeiros, elas perdem suas camadas externas, eventualmente desaparecendo para se tornar estrelas anãs brancas.
Por outro lado, estrelas mais massivas queimam com mais intensidade e explodem mais rapidamente em explosões cataclísmicas de supernovas, criando objetos ultradensos como estrelas de nêutrons e buracos negros.
O terceiro cenário ocorre quando dois desses remanescentes estelares formam um sistema binário e eventualmente colidem.
“A descoberta desses fenômenos extraordinários dentro de sistemas estelares densos, especialmente aqueles que circundam buracos negros supermassivos nos núcleos das galáxias, é inegavelmente empolgante”, disse o astrofísico da Northwestern e coautor do estudo Giacomo Fragione, em comunicado.
“Esta descoberta notável nos dá um vislumbre tentador da intrincada dinâmica em funcionamento dentro desses ambientes cósmicos, estabelecendo-os como fábricas de eventos que, de outra forma, seriam considerados impossíveis”, acrescenta.
As galáxias antigas têm poucas estrelas massivas remanescentes, quando elas existem. No entanto, os núcleos estão repletos de estrelas e uma coleção de remanescentes estelares ultradensos, como anãs brancas, estrelas de nêutrons e buracos negros.
Astrônomos imaginam que, na turbulenta atividade em torno de um buraco negro supermassivo, seria apenas uma questão de tempo até que dois objetos estelares colidissem para produzir uma explosão de raios gama. Contudo, as evidências desse tipo de fusão permanecem indefinidas.
“Nossos resultados mostram que as estrelas podem morrer em algumas das regiões mais densas do universo, onde podem ser levadas a colidir”, disse o principal autor Andrew Levan, astrônomo da Radboud University, em comunicado.
“Isso é empolgante para entender como as estrelas morrem e para responder a outras perguntas, como quais fontes inesperadas podem criar ondas gravitacionais que poderíamos detectar na Terra”, completa.
Observação de longo prazo
Em 2019, os astrônomos vislumbraram os primeiros indícios desse evento quando o Observatório Neil Gehrels Swift da Nasa detectou um flash brilhante de raios gama que durou pouco mais de um minuto.
Eventos desse tipo com duração superior a dois segundos são considerados “longos”. Em geral, essas explosões têm origem no colapso de estrelas com pelo menos 10 vezes a massa do nosso Sol.
Com o uso telescópio Gemini South, no Chile, parte do Observatório Internacional Gemini, operado pelo Noirlab, da National Science Foundation, os cientistas observaram a longo prazo o brilho residual do fenômeno.
As observações permitiram identificar a localização da explosão de raios gama em uma região a menos de 100 anos-luz do núcleo de uma galáxia antiga – muito perto do buraco negro supermassivo da galáxia.
Os pesquisadores não encontraram evidências de uma supernova correspondente, que deixaria sua marca na luz capturada pelo Gemini South.
“A falta de uma supernova acompanhando o longo GRB 191019A nos diz que essa explosão não é um colapso típico de uma estrela massiva”, disse Jillian Rastinejad, estudante de astronomia que realizou cálculos para garantir que uma supernova não estivesse escondida nos dados.
“A localização de GRB 191019A, embutida no núcleo da galáxia hospedeira, provoca uma teoria prevista, mas ainda não comprovada, de como as fontes emissoras de ondas gravitacionais podem se formar.”
