400 quatrilhões de vezes mais brilhante que o Sol – os cientistas descobriram a luz mais vibrante e as explosões ultravioleta já vistas

Cientistas do Observatório da Montanha Púrpura (PMO) da Academia Chinesa de Ciências e do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica apresentaram um novo método para medir fontes moderadamente saturadas ao telescópio óptico ultravioleta a bordo do satélite Swift (Swift/UVOT). Além disso, eles identificaram o GRB 220101A como o sinalizador óptico e ultravioleta mais ativo já descoberto.

Os resultados foram publicados recentemente na revista Astronomia da natureza.

Explosões de raios gama (GRBs) são as explosões mais violentas do universo. Sua radiação instantânea cai principalmente na faixa de raios gama suaves e dura brevemente (ou seja, de milissegundos a horas, no máximo). A emissão imediata é seguida por emissão de raios X, óptica e rádio, que dura semanas ou até anos.

A rápida emissão óptica de GRB 080319B estabeleceu um recorde de brilho cósmico para emissão ultravioleta/óptica em 2008. Era tão brilhante que um observador num local escuro poderia vê-lo a olho nu. A radiação óptica do GRB 080319B segue a curva da luz dos raios gama e, portanto, da atividade motora central. Mas agora, o GRB 220101A quebrou o recorde anterior.

No dia de Ano Novo de 2022, o satélite SWIFT detectou uma nova explosão, GRB 220101A. O desvio para o vermelho do GRB 220101A foi medido em 4,618. Com um desvio para o vermelho tão alto, os fótons ópticos observados estavam na faixa ultravioleta e sofreram absorção muito grave. Como resultado, o fluxo de radiação interno foi aproximadamente 100 vezes maior que o valor observado. Apenas 79 segundos após a explosão, o Swift/UVOT conduziu uma observação rápida de 150 segundos no modo de evento de faixa branca.

Os pesquisadores então realizaram análises ópticas de alta resolução que revelaram a rápida evolução do fluxo. Em particular, no horário de pico, o telescópio UVOT já estava moderadamente saturado.

“Propomos um método de processamento para dados UV, baseado na função de propagação de pontos do telescópio, e confirmamos que ele realmente fornece medições de fluxo confiáveis”, disse o professor Fan Yizhong do PMO, autor correspondente do estudo. Após correções apropriadas de distância e absorção, a magnitude absoluta da emissão ultravioleta/óptica do GRB 220101A atinge -39,4, tornando-a a única fonte até agora com uma magnitude absoluta mais brilhante que -39.

“É também a primeira vez que detectamos uma explosão óptica/ultravioleta muito ativa usando um telescópio espacial”, acrescentou o professor Fan.

GRB 220101A é quase 400 quatrilhões de vezes mais brilhante que o Sol, quebrando um recorde de 14 anos detido pelo GRB 080319B. Também propõe um novo processo astrofísico, explicando a diversidade das origens físicas das explosões de luz ultravioleta.

Espera-se que o satélite sino-francês de observação de objetos variáveis ​​​​espaciais (SVOM), com lançamento previsto para o início de 2024, seja capaz de detectar explosões ultravioleta/ópticas altamente ativas em redshifts mais elevados.

Referência: “Uma fotoluminescência ultravioleta com magnitude AB absoluta de -39,4 detectada em GRB 220101A” por Zhi-Ping Jin, Hao Zhou, Yun Wang, Jin-Jun Geng, Stefano Covino, Xue-Feng Wu, Xiang Li, Yi-Zhong Fan, Da-Ming Wei e Jian-Yan Wei, 26 de junho de 2023, Astronomia da natureza.
doi: 10.1038/s41550-023-02005-s