Dois estudos detalham o motor e o jato do surto de raios gama GRB 220101A

Dois trabalhos científicos recentes analisam o GRB 220101A, surto de raios gama registrado pelo satélite Swift em 1º de janeiro de 2022, às 05h11min13s no horário universal, e apelidado de Explosão de Ano-Novo. A luz partiu de uma fonte com redshift 4,61, ou seja, quando o Universo tinha cerca de 1,3 bilhão de anos, e alcançou a Terra com energia isotrópica perto de 4 × 10⁵⁴ erg, liberada em poucos minutos.

No primeiro estudo, Ruffini e colaboradores, do ICRANet, propõem o cenário batizado de Binary-driven Peta-Nova: um sistema triplo em que convivem uma anã branca, uma estrela de nêutrons e um núcleo de carbono-oxigênio com massa perto de dez sóis. O colapso desse núcleo geraria uma classe nova de supernova, chamada supernova HB, nome dado em homenagem a Homi Bhabha. Passados 3,5 segundos, o material arremessado chegaria à anã branca, que também colapsaria, em uma segunda explosão.

O modelo divide a emissão em sete episódios. Entre eles estão o colapso induzido da anã branca, com campo magnético de 3,9 × 10¹⁴ G, o nascimento de um buraco negro cuja massa parte de 2,40 e atinge 2,62 vezes a do Sol, etapa ligada a fótons de até cerca de 5 GeV captados pelo Fermi-LAT, e um pulsar que acelera até girar em 1,3 milissegundo, contra 78 milissegundos no começo, em torno de 20 segundos. Projetada por mil anos, a emissão ficaria próxima à do pulsar na Nebulosa do Caranguejo.

O segundo trabalho, de Roychowdhury e colaboradores, com participação de NCRA-TIFR, STScI e Nasa Goddard, entre outras instituições, acompanhou o brilho residual com Chandra, Hubble, VLA e Alma. Os autores apontam uma quebra de jato por volta de 8,6 dias e queda de brilho em seguida: o índice medido, −2,99 ± 0,10, figura entre os mais íngremes já registrados.

A modelagem indica um jato muito estreito, de cerca de 0,4 grau de abertura, e um meio ao redor com densidade abaixo de 10⁻⁴ partícula por centímetro cúbico, valor típico do espaço entre galáxias. A hipótese levantada é que a estrela progenitora, com seus ventos, tenha aberto ao redor de si um vazio de algumas dezenas de parsecs.

A distância também ajudou a observação: a dilatação temporal, de fator 5,61, deixou acompanhar fases muito iniciais da explosão. No referencial da fonte, o telescópio de raios X do Swift começou a observar 15,6 segundos depois do disparo.