Enquanto ondas de luz intensa viajam pelo gás circundante, erupções de raios-γ como a da ilustração acima obtêm pistas sobre a evolução química do Universo
Brilhantes e breves, erupções de raios-γ carregam pistas sobre a história cósmica
Distantes e poderosos, os breves flashes de radiação de alta energia conhecidos como erupções de raios-γ (ERG), já foram um dos mistérios mais profundos da astronomia. Agora estão se tornando uma poderosa ferramenta: com observatórios orbitais como o Fermi e o Swift, que rotineiramente investigam as erupções, astrónomos planeiam usar as ERGs como lâmpadas de flash para investigar minuciosamente os detalhes dos primórdios do Universo.
Observadas quase diariamente e vindas de todas as direções do espaço, acredita-se que as ERGs marquem o colapso do núcleo de uma estrela massiva num buraco negro – evento que produz uma explosão cataclísmica. Sua luz intensa pode se espalhar por todo o universo visível, testemunhando os primeiros capítulos de sua história de aproximadamente 13 biliões de anos. O entendimento dos teóricos sobre esses flashes ainda está incompleto, mas na conferência Fermi/Swift de ERGs de 2012, na semana passada em Munique, Alemanha, astrónomos discutiram como poderiam usar as ERGs para mapear a evolução química do Cosmos conforme sua luz é filtrada pelo gás das galáxias em que residem.
Volker Bromm, astrónomo da University of Texas, em Austin, explica que as ERGs são “pedras de Roseta cósmicas” que podem até mesmo carregar informações sobre a composição das primeiras estrelas do Universo, poucas centenas de milhões de anos após o Big Bang: “Elas têm um apelo quase metafísico. Queremos chegar à aurora do Universo”.
Assim como algumas galáxias e quasares – os núcleos luminosos de galáxias jovens com buracos negros supermassivos em seus centros –, os objetos que emitem ERGs estão entre os mais distantes do Cosmos. No papel de mensageiros do universo primitivo, as ERGs têm vantagens sobre os outros dois, aponta Nial Tanvir, astrónomo da University of Leicester, no Reino Unido. Elas são muito mais luminosas que galáxias distantes, o que significa que um espectrógrafo consegue mais informações ao dividir sua luz nos comprimentos de onda constituintes, para revelar linhas de absorção química. E apesar de os quasares brilharem muito, sua luz pode ser mais errática que a das ERGs e seus espectros mais complicados, o que torna difícil extrair informações sobre o material que atravessaram.
O desafio está no facto de as ERGs serem imprevisíveis e breves – normalmente durando apenas alguns segundos nas energias mais altas. Seus flashes efêmeros são seguidos por longas persistências luminosas (afterglows) que podem ser medidas em comprimentos de onda mais longos, mas os observatórios terrestres precisam reagir rapidamente se quiserem captar essas persistências no momento em que uma sonda detecta uma erupção. Mas isso é possível: uma erupção, detectada pelo Swift em setembro de 2005, foi tão intensa que o telescópio Subaru, de 8 m, no Havaí, detectou sua persistência e obteve um espectro mais de três dias depois. Com um desvio para o vermelho de 6,3, estima-se que essa erupção tenha ocorrido quando o Universo tinha menos de 7% de sua idade actual. O espectro, rico em detalhes, revelou que a re-ionização do hidrogénio – um momento decisivo da história cósmica após o Universo resfriar e escurecer, após o Big Bang – foi praticamente completa.
fonte: Scientific American Brasil
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