Graças ao satélite Swift e a vários telescópios ópticos terrestres, os astrônomos estão aprendendo mais sobre as chamadas explosões de raios gama "escuras", que são brilhantes nas emissões de raios gama e X, mas com pouca ou nenhuma luz visível. Essas explosões escuras também estão fornecendo aos astrônomos informações sobre como encontrar áreas de formação estelar escondidas pela poeira. "Nosso estudo fornece evidências convincentes de que uma grande fração da formação de estrelas no universo está oculta por poeira em galáxias que não parecem empoeiradas", disse Joshua Bloom, professor associado de astronomia da UC Berkeley e autor sênior do estudo, que apresentou suas descobertas na reunião da American Astronomical Society na Califórnia.
As explosões de raios gama são as maiores explosões do universo, capazes de produzir tanta luz que os telescópios terrestres detectam facilmente a bilhões de anos-luz de distância. No entanto, por mais de uma década, os astrônomos ficaram intrigados com a natureza das chamadas explosões escuras, que produzem raios gama e raios X, mas com pouca ou nenhuma luz visível. Eles representam aproximadamente metade das explosões detectadas pelo satélite Swift da NASA desde seu lançamento em 2004.
O estudo constata que a maioria ocorre em galáxias normais detectáveis por grandes telescópios ópticos terrestres.
"Uma explicação possível para as explosões escuras foi que elas estavam ocorrendo tão longe que a luz visível foi completamente extinta", disse Bloom. Graças à expansão do universo e a uma névoa espessa de gás hidrogênio a distâncias cósmicas crescentes, os astrônomos não veem luz visível de objetos a mais de 12,9 bilhões de anos-luz de distância. Outra possibilidade: explosões escuras estavam explodindo em galáxias com quantidades incomumente espessas de poeira interestelar, que absorviam a luz de uma explosão, mas não sua radiação de energia mais alta.
Usando um dos maiores telescópios ópticos do mundo, o Keck I, de 10 metros no Havaí, a equipe procurou galáxias desconhecidas nos locais de 14 explosões escuras descobertas pela Swift. "Em onze dessas explosões, encontramos uma galáxia fraca e normal", disse Daniel Perley, estudante de pós-graduação da UC Berkeley que liderou o estudo. Se essas galáxias estivessem localizadas a distâncias extremas, nem mesmo o telescópio Keck poderia vê-las.
A maioria das explosões de raios gama ocorre quando estrelas massivas ficam sem combustível nuclear. À medida que seus núcleos colapsam em um buraco negro ou estrela de nêutrons, os jatos de gás - impulsionados por processos ainda não totalmente compreendidos - perfuram a estrela e explodem no espaço. Lá, eles atingem o gás liberado anteriormente pela estrela e a aquecem, o que gera pós-brilho de curta duração em muitos comprimentos de onda, incluindo luz visível.
O estudo mostra que as rajadas escuras devem ser semelhantes, exceto pelas manchas empoeiradas nas galáxias hospedeiras que obscurecem a maior parte da luz em suas pálpebras posteriores.
Os astrônomos pesquisaram 14 explosões cuja luz óptica era muito mais fraca que o esperado ou completamente ausente. Eles descobriram que quase toda explosão de raios gama "escura" tem uma galáxia hospedeira que pode ser detectada por grandes telescópios ópticos.
A formação de estrelas ocorre em nuvens densas que rapidamente se enchem de poeira, à medida que as estrelas mais massivas envelhecem e explodem rapidamente, lançando elementos recém-criados no meio interestelar para semear a formação de novas estrelas. Portanto, os astrônomos presumem que uma grande quantidade de formação de estrelas esteja ocorrendo em galáxias cheias de poeira, embora, na verdade, medir a quantidade de poeira que esse processo tenha acumulado nas galáxias mais distantes tenha se mostrado extremamente desafiador.
Pensa-se que as estrelas explodam à medida que os raios gama vivem rapidamente e morrem jovens. Explosões escuras podem representar estrelas que nunca se afastaram das nuvens empoeiradas que as formaram.
Explosões de raios gama foram detectadas em comprimentos de onda infravermelhos em até 13,1 bilhões de anos-luz. "Se as explosões de raios gama fossem frequentes 13 bilhões de anos atrás - menos de um bilhão de anos após a formação do universo -, deveríamos estar detectando um grande número delas", explicou o membro da equipe S. Bradley Cenko, também da UC Berkeley. "Não, o que indica que as primeiras estrelas se formaram em um ritmo menos frenético do que alguns modelos sugeriram."
Os astrônomos concluem que menos de 7% das explosões escuras podem ocorrer nessas distâncias e propõem observações de rádio e microondas das novas galáxias para entender melhor como suas regiões poeirentas bloqueiam a luz. Um artigo sobre as descobertas foi submetido ao The Astronomical Journal.
Fonte: NASA, UC Berkeley, AAS
