Telescópio da NASA identifica antimatéria sendo aniquilada por explosão

O telescópio da NASA Fermi, que analisa os raios gama vindos do espaço, pode ter detectado a maior explosão da qual temos conhecimento desde o Big Bang. A identificação foi graças a uma característica inédita à ciência, provavelmente o resultado da colisão entre matéria e antimatéria a 99,9% da velocidade da luz.

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Explosão de raios gama que durou 15 minutos é a mais longa já vista

Os cientistas classificaram o evento como uma explosão de raios gama (ERG), vista pela primeira vez em 9 de outubro de 2022 pelo telescópio Fermi e o Observatório Neil Gehrels Swift. Em inglês, a sigla é GRB, rendendo o nome GRB 221009A. Quando a força incrível da explosão foi revelada, logo passou a ser chamada da Mais Brilhante de Todos os Tempos, cuja sigla em inglês rendou o apelido BOAT.

Cerca de 10 vezes mais brilhante do que qualquer explosão de raios gama já vista, a hipótese mais provável é a de que os raios tenham sido lançados pela explosão de uma supernova, acompanhando a morte e colapso de uma estrela massiva a 2,4 bilhões de anos-luz da Terra, evento que possivelmente deixou um buraco negro na localidade.

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A maior explosão de raios gama do universo

A BOAT foi tão poderosa que o telescópio Fermi detectou um pico de energia minutos após sua ocorrência, apesar da distância. Explosões do tipo são conhecidas desde 1967, quando os satélites americanos Vela detectaram os raios gama em alta velocidade, e, desde então, a ciência descobriu várias coisas sobre as ERG, como sua origem cósmica.

Um time-lapse de 10 horas do telescópio Fermi quando a explosão BOAT foi detectada (Imagem: NASA/DOE/Fermi LAT/Domínio Público)

Elas são as explosões mais violentas e poderosas do universo conhecido, as mais comuns ocorrendo quando estrelas com pelo menos oito vezes a massa do Sol extinguem seu combustível para a fusão nuclear no centro, ficando incapazes de ir contra o puxão gravitacional da própria gravidade.

O centro, então, colapsa, criando um buraco negro giratório que canaliza matéria nos polos, a atirando em velocidades próximas à da luz. Quando tais jatos estão apontados para a Terra, os vemos como ERGs. Sua força é tamanha que, caso uma explosão do tipo ocorra a poucos milhares de anos-luz do nosso planeta, a atmosfera poderia ser destruída ou perturbada, eliminando a vida local.

Quando os buracos negros são gerados, raios gama são lançados, como é mostrado no infográfico (Imagem: NASA's Goddard Space Flight Center) — Quando os buracos negros são gerados, raios gama são lançados, como é mostrado no infográfico (Imagem: NASA’s Goddard Space Flight Center)

Com estatísticas envolvendo outras explosões de raios gama conhecidas, pesquisadores calcularam que eventos como o BOAT só podem ser vistos na Terra uma vez a cada 10.000 anos.

Mesmo a bilhões de anos-luz de distância, o BOAT teve influência em nossa atmosfera — os detectores orbitais de raios gama foram saturados, ou seja, ficaram ofuscados pela força da explosão, então não conseguiram absorver o poder total em seu momento mais intenso.

Cerca de cinco minutos após a detecção da explosão, seu brilho diminuiu o suficiente para que Fermi conseguisse detectá-la corretamente. Quando a luz passa pela matéria, seus elementos químicos absorvem e emitem luz em frequências específicas, deixando uma “impressão digital” na luz.

Representação da supernova que lançou a maior explosão de raios gama desde o Big Bang (Imagem: Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA)

Com isso, cientistas conseguem identificar por quais elementos o raio passou e a composição química dos objetos com os quais interagiu. A leitura do BOAT foi única, demonstrando a veracidade de sua origem. A emissão vista pelo Fermi durou cerca de 40 segundos, chegando em um pico de energia de 12 milhões de eletrovolts (MeV).

O espectro de luz visível, para comparação, tem uma energia entre dois e três eletrovolts (eV). Para que seja tão forte, os cientistas teorizam que a explosão tenha feito a matéria e a antimatéria, partículas “gêmeas”, tenham colidido. No BOAT, é provável que tenham sido elétrons (matéria) e pósitrons (antimatéria) aniquilando uns aos outros.