Um grupo de pesquisa liderado pelo Instituto de Física de Altas Energias (IHEP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) relata a descoberta de uma linha de raios gama de até 37 milhões de elétron-volts de uma explosão de raios gama extremamente brilhante, que representa as características de linha espectral de maior energia emitidas por objetos celestes no universo.

Além disso, o grupo descobriu que a linha de raios gama evolui como uma função de lei de potência do tempo, fornecendo pistas críticas para desvendar o mistério da linha. O estudo foi publicado na Science China Physics, Mechanics & Astronomy.

Explosões de raios gama (GRBs) são os fenômenos de explosão mais energéticos do universo, que podem ser produzidos pelo colapso do núcleo de uma estrela massiva ou pela colisão de duas estrelas compactas, como estrelas de nêutrons e buracos negros.

Esta descoberta foi feita no chamado GRB mais brilhante de todos os tempos, denominado GRB 221009A, que pertence à primeira categoria e chegou à Terra em 9 de outubro de 2022, e foi observado por muitos telescópios em todo o mundo.

Pesquisadores do IHEP, dos Observatórios de Yunnan do CAS, da Universidade Normal de Hebei e da Universidade Normal de Guizhou formaram uma equipe de colaboração e executaram uma análise abrangente dos dados de observação de dois monitores espaciais de raios gama chamados GECAM-C e Fermi/GBM.

O GECAM-C forneceu uma medição precisa do espectro da banda de baixa energia deste GRB, enquanto o Fermi/GBM cobriu a banda de alta energia onde a linha de raios gama apareceu.

Em particular, essa explosão é tão brilhante (muitos fótons de raios gama em um curto período de tempo) que o detector Fermi/GBM sofreu perda de dados durante a parte brilhante da explosão, tornando a análise confiável de dados muito difícil.

Felizmente, o GECAM-C não apresentou esse problema graças ao design dedicado do instrumento; assim, os dados do GECAM-C foram usados ??para corrigir os dados do Fermi/GBM.

Após análises bastante desafiadoras de problemas de dados, efeitos instrumentais e modelagem de fundo, os pesquisadores conseguiram derivar os espectros confiáveis ??desta GRB e identificaram ainda uma série de linhas de raios gama ao longo da explosão, incluindo a surpreendente linha de raios gama com energia de até 37 milhões de elétron-volts detectada durante a parte brilhante da explosão.

Curiosamente, eles descobriram que a energia da linha varia como uma função de lei de potência do tempo, enquanto a razão entre a largura da linha e a energia da linha permanece quase constante. Tais características forneceram prova sólida da realidade e da origem GRB dessas linhas de raios gama .

As descobertas deste estudo lançam nova luz sobre a física das GRBs e seus jatos relativísticos.