A colaboração internacional CTAO-LST traz novos dados sobre o "GRB 221009A", a explosão de raios gama mais brilhante já registada. Os resultados foram publicados a 23 de julho de 2025 na revista "The Astrophysical Journal Letters" (ApJ Letters).
A publicação apresenta observações aprofundadas realizadas em 2022 com o protótipo do telescópio de grande tamanho (LST), o LST-1, durante a sua fase de comissionamento no observatório Roque de los Muchachos no local CTAO-Norte da ilha espanhola de La Palma.
As observações revelaram um excesso no fluxo de raios gama, o que permite compreender melhor a natureza enigmática e complexa das explosões de raios gama de muito alta energia. Os resultados confirmam os modelos teóricos segundo os quais estas explosões geram jatos estruturados e multicamadas nos quais as partÃculas são aceleradas.
Uma longa explosão de raios gama extremamente brilhante
As explosões de raios gama estão entre os fenómenos mais poderosos do Universo, libertando em alguns segundos uma quantidade de energia equivalente à que o sol emite durante toda a sua vida. Como o nome indica, brilham intensamente durante uma fase breve e rápida, que dura de alguns segundos a alguns minutos, e são seguidas por uma afterglow que pode desvanecer durante horas, ou mesmo meses.
As explosões de raios gama são classificadas como curtas ou longas consoante a duração do clarão: as explosões de raios gama longas estariam ligadas a supernovas excecionalmente brilhantes, enquanto as explosões de raios gama curtas resultariam de colisões de estrelas de neutrões. Apesar da sua intensa luminosidade, estas fontes extragalácticas são difÃceis de detetar nas energias mais elevadas, porque os raios gama que emitem enfraquecem ao percorrer as vastas distâncias, assim como devido à sua natureza transitória.
A 9 de outubro de 2022, observatórios espaciais, como os satélites Fermi e Swift da NASA, detetaram uma longa explosão de raios gama extremamente brilhante, batizada de GRB 221009A. Apelidada de "BOAT" ("Brightest Of All Time"), a explosão foi tão intensa que saturou os múltiplos instrumentos que a observavam e desencadeou observações de seguimento em todo o mundo.
Limites superiores muito restritivos sobre o fluxo de raios gama de muito alta energia
O telescópio LST-1 começou a observar o evento apenas 1,33 dias após a explosão inicial. Abrangendo mais de 20 dias após o aparecimento da explosão de raios gama, as observações do LST-1 permitiram à Colaboração LST identificar um excesso de raios gama.
Embora este excesso não tenha atingido o limiar necessário no domÃnio para pretender uma deteção formal, permitiu à equipa estabelecer limites superiores muito restritivos sobre o fluxo de raios gama de muito alta energia emitido pela fonte. Estes resultados marcam, portanto, uma etapa importante no deslindar dos modelos teóricos concorrentes.
Pensa-se que as explosões de raios gama envolvem jatos de plasma ultra-rápidos ejetados quer de um buraco negro, quer da fusão de estrelas de neutrões. No entanto, o processo exato de formação dos jatos permanece um grande mistério. Os dados do LST-1 confirmam a teoria segundo a qual a explosão de raios gama 221009A foi alimentada por um jato estruturado: um núcleo estreito e ultra-rápido rodeado por uma bainha de matéria mais larga e mais lenta.
A validade desta teoria, que tinha sido mobilizada anteriormente para explicar uma emissão proveniente da coalescência de estrelas de neutrões, contribui para refutar a teoria do jato "em forma de chapéu", mais simples e comummente utilizada em estudos anteriores, e oferece novas perspetivas sobre os mecanismos de formação do jato e sobre a natureza do motor central.