Gyles Lewis
0 
2455
687
Explosões de raios gama estão entre os eventos mais poderosos do universo, iniciadas quando estrelas morrem em explosões massivas ou quando se fundem em ... explosões massivas.
À medida que essas violentas explosões cósmicas ocorrem, elas agem como faróis cósmicos, liberando feixes de algumas das luzes mais brilhantes do universo, junto com uma inundação de neutrinos, aquelas partículas finas e semelhantes a fantasmas que deslizam pelo universo quase totalmente sem serem detectadas.
Obviamente, você não gostaria de ser exposto a uma dessas explosões de energia mortais que fritam o DNA. Mas os físicos costumavam pensar que as explosões de raios gama eram perigosas apenas se você estivesse no caminho estreito de um dos jatos que saíram da explosão. Infelizmente, um novo estudo atualizado no banco de dados arXiv em 29 de novembro (mas ainda não revisado por pares) sugere que essas erupções são más notícias e podem enviar raios mortais em um ângulo muito mais amplo do que se pensava anteriormente.
Fábricas cósmicas de raios gama
Ao longo das décadas, os astrônomos identificaram dois tipos de explosões de raios gama celestiais (chamadas GRBs, para abreviar): as longas durando mais de 2 segundos (até vários minutos) e as curtas durando menos de 2 segundos. Não temos certeza do que causa GRBs no espaço, mas acredita-se que os longos são produzidos quando as maiores estrelas do nosso universo morrem em explosões de supernova, deixando para trás estrelas de nêutrons ou buracos negros. Uma morte cataclísmica como essa libera quantidades cegamente enormes de energia em um flash relativo, e voila! Explosões de raios gama.
Os GRBs curtos, por outro lado, são pensados para se originar de um mecanismo completamente diferente: a fusão de duas estrelas de nêutrons. Esses eventos não são tão poderosos quanto seus primos supernovas, mas eles causam estragos o suficiente localmente para produzir um flash de raios gama.
Dentro de um motor a jato
Ainda assim, quando estrelas de nêutrons colidem, é uma coisa feia. Cada estrela de nêutrons pesa várias vezes a massa do Sol da Terra, mas essa massa é comprimida em uma esfera não mais larga do que uma cidade típica. No momento do impacto entre dois desses objetos, eles estão orbitando ferozmente um ao outro a uma fração saudável da velocidade da luz.
Em seguida, as estrelas de nêutrons se fundem para formar uma estrela de nêutrons maior ou, se as condições forem adequadas, um buraco negro, deixando para trás um rastro de destruição e detritos do cataclismo anterior. Este anel de matéria colapsa sobre o cadáver da antiga estrela de nêutrons, formando o que é conhecido como disco de acreção. No caso de um buraco negro recém-formado, este disco alimenta o monstro no centro da pilha de destroços a uma taxa de até alguns sóis de gás por segundo.
Com toda a energia e material girando em volta e se derramando no centro do sistema, uma dança complicada (e mal compreendida) de forças elétricas e magnéticas enrola o material e lança jatos dessa matéria para cima e para longe do núcleo, ao longo do eixo de rotação do objeto central e no sistema circundante. Se esses jatos passarem, eles aparecerão como holofotes gigantescos, fugindo da colisão. E quando esses holofotes apontam para a Terra, obtemos um pulso de raios gama.
Mas esses jatos são relativamente estreitos e, contanto que você não veja o GRB de frente, não deve ser tão perigoso, certo? Não tão rápido.
Fábrica de neutrino
Acontece que os jatos se formam e se afastam do local da fusão da estrela de nêutrons de uma maneira confusa e complicada. Nuvens de gás se torcem e se enredam umas nas outras, e os fluxos de radiação e material para longe do buraco negro central não vêm em uma linha limpa e ordenada.
O resultado é o caos absoluto e destrutivo.
No novo estudo, um par de astrofísicos explorou os detalhes desses sistemas após o evento de colisão. Os pesquisadores prestaram muita atenção ao comportamento de enormes nuvens de gás conforme elas tropeçavam na debandada movida pelos jatos em fuga.
Às vezes, essas nuvens de gás colidem umas com as outras, formando ondas de choque que podem acelerar e alimentar seus próprios conjuntos de radiação e partículas de alta energia, conhecidas como raios cósmicos. Esses raios, compostos de prótons e outros núcleos pesados, obtêm energia suficiente para acelerar até quase a velocidade da luz, de modo que podem se fundir temporariamente para produzir combinações exóticas e raras de partículas, como píons.
Os píons então decaem rapidamente em chuvas de neutrinos, partículas minúsculas que inundam o universo, mas quase nunca interagem com outra matéria. E porque esses neutrinos são produzidos fora da região estreita do jato que se distancia do próprio GRB, eles podem ser vistos mesmo quando não obtemos a explosão total dos raios gama.
Os próprios neutrinos são um sinal de que reações nucleares ferozes e mortais estão acontecendo mais longe do centro dos jatos. Ainda não sabemos exatamente até onde se estende a zona de perigo, mas é melhor prevenir do que remediar.
Então, em resumo: simplesmente não chegue perto de estrelas de nêutrons em colisão.
Paul M. Sutter é astrofísico em The Ohio State University, anfitrião de Pergunte a um astronauta e Rádio Espacial, e autor de Seu lugar no universo.
- 9 ideias sobre buracos negros que vão explodir sua mente
- O que é isso? Respostas às suas perguntas de física
- Detentores de registros cósmicos: os 12 maiores objetos do universo
Originalmente publicado em .
Ver todos os comentários (1)