Cientistas Rastreiam Origens de Fótons Emitidos por Rajadas de Raios Gama

Cientistas no Japão rastrearam as origens de fótons emitidos por explosões de raios gama de longa duração, os eventos eletromagnéticos mais brilhantes do Universo, até a porção visível do jato relativístico produzido por supernovas.
Descoberto pela primeira vez em 1967, explosões de raios gama de longa duração, ou GRBs, são explosões extremamente poderosas. Durante décadas, os cientistas lutaram para explicar os eventos de alta energia. Pesquisadores eventualmente relacionaram a origem de um tipo de GRB com os jatos relativísticos produzidos quando estrelas massivas explodem.
Mas até agora, os cientistas não sabiam exatamente como esses jatos geram GRBs.
Pesquisadores do RIKEN Cluster para Pesquisa Pioneira no Japão desenvolveram modelos para identificar as origens dos fótons de alta velocidade produzidos por GRBs. A equipe foi capaz de medir os resultados de suas simulações com um novo padrão importante chamado relação Yonetoku.
A relação Yonetoku descreve uma correlação estreita entre a energia de pico espectral e a luminosidade de pico nas emissões de GRB.
Com a relação Yonetoku como padrão, os cientistas usaram suas simulações para testar o que é chamado de modelo de emissão de fótons. O modelo postula que os fótons GRB se originam na fotosfera do jato relativístico. A rápida expansão do jato relativístico permite que os fótons escapem.
Para garantir a precisão de suas simulações, os cientistas replicaram a complexa dinâmica dos jatos relativísticos. Os resultados mostraram que o tipo de explosões de raios gama de longa duração que escapam do envelope estelar de uma estrela massiva explodindo produziu a correlação de emissões conhecida como a relação Yonetoku.
As interações entre a estrela moribunda e o jato relativístico naturalmente produziram a relação Yonetoku.
"Para nós, isso sugere fortemente que a emissão fotosférica é o mecanismo de emissão de GRBs", disse Hirotaka Ito, cientista do Cluster for Pioneering Research, em um comunicado de imprensa.
"Embora tenhamos elucidado a origem dos fótons, ainda há mistérios sobre como os próprios jatos relativísticos são gerados pelas estrelas em colapso", disse Ito. "Nossos cálculos devem fornecer informações valiosas para investigar o mecanismo fundamental por trás da geração desses eventos tremendamente poderosos".

Fonte: Space Daily