Uma explosão muito rara e estranha de luz extraordinariamente brilhante no Universo acaba de se tornar ainda mais estranha - graças à visão aguçada do Telescópio Espacial Hubble da NASA.

O fenómeno, denominado LFBOT (Luminous Fast Blue Optical Transient), surgiu onde não se esperava que surgisse, muito longe de qualquer galáxia hospedeira. Só o Hubble conseguiu localizar o fenómeno. E os resultados estão a deixar os astrónomos ainda mais confusos. Para começar, não sabem o que são os LFBOTs. Os resultados do Hubble sugerem que sabem ainda menos, ao excluir algumas teorias possíveis.

Os LFBOTs estão entre os eventos mais brilhantes de luz visível conhecidos no Universo, surgindo inesperadamente como os flashes de uma câmara. Desde a primeira descoberta em 2018, apenas foram encontrados alguns, um evento localizado a cerca de 200 milhões de anos-luz de distância que foi apelidado de "A Vaca". Atualmente, os LFBOTs são detetados uma vez por ano.

Após a sua deteção inicial, o último LFBOT foi observado por vários telescópios em todo o espetro eletromagnético, desde os raios X às ondas de rádio. Designado AT2023fhn e apelidado de "o Finch", o evento transitório mostrou todas as características de um LFBOT. Brilhava intensamente em luz azul e evoluía rapidamente, atingindo o pico de brilho e desvanecendo-se numa questão de dias, ao contrário das supernovas, que demoram semanas ou meses a desvanecer.

Mas, ao contrário de qualquer outro LFBOT visto anteriormente, o Hubble descobriu que o Finch está localizado entre duas galáxias vizinhas - a cerca de 50.000 anos-luz de uma galáxia espiral próxima e a cerca de 15.000 anos-luz de uma galáxia mais pequena.

"As observações do Hubble foram de facto cruciais. Fizeram-nos perceber que esta era uma galáxia invulgar comparada com outras semelhantes, porque sem os dados do Hubble não teríamos sabido", disse Ashley Chrimes, autor principal do artigo Hubble que relata a descoberta numa próxima edição da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. É também bolseiro de investigação na ESA, anteriormente da Universidade de Radboud, Nijmegen, Países Baixos.

Embora se tenha assumido que estas explosões espantosas são um tipo raro de supernova chamado supernovas de colapso do núcleo, as estrelas gigantescas que se transformam em supernovas têm uma vida curta para os padrões estelares. Por conseguinte, as estrelas progenitoras massivas não têm tempo de viajar muito longe do seu local de nascimento - um enxame de estrelas recém-nascidas - antes de explodirem. Todos os anteriores LFBOTs foram encontrados nos braços espirais de galáxias onde o nascimento de estrelas está a decorrer, mas o Finch não se encontra em nenhuma galáxia.

Uma imagem do Telescópio Espacial Hubble de um LFBOT (Luminous Fast Blue Optical Transient) designado AT2023fhn, indicado pelas linhas. Brilha intensamente em luz azul e evolui rapidamente, atingindo o pico de brilho e desvanecendo-se novamente numa questão de dias, ao contrário das supernovas que demoram semanas ou meses a desvanecer. Desde 2018, apenas uma mão-cheia de LFBOTs anteriores foram descobertos. A surpresa é o facto de este último transiente, observado em 2023, se encontrar a uma grande distância da galáxia espiral barrada à direita e da galáxia anã no canto superior esquerdo. Só o Hubble conseguiu localizar a sua posição. E os resultados estão a deixar os astrónomos ainda mais confusos porque todos os anteriores LFBOTs foram encontrados em regiões de formação estelar nos braços espirais das galáxias. Não se sabe ao certo que evento astronómico poderia desencadear uma tal explosão fora de uma galáxia. Crédito: NASA, ESA, STScI, A. Chrimes (Universidade de Radboud)

"Quanto mais aprendemos sobre os LFBOTs, mais eles nos surpreendem", disse Chrimes. "Mostrámos agora que os LFBOTs podem ocorrer muito longe do centro da galáxia mais próxima, e a localização do Finch não é a que esperamos para qualquer tipo de supernova."

A ZTF (Zwicky Transient Facility) - uma câmara terrestre de angular extremamente grande que varre todo o céu do norte de dois em dois dias - alertou pela primeira vez os astrónomos para o Finch no dia 10 de abril de 2023. Assim que foi avistado, os investigadores desencadearam um programa pré-planeado de observações que tinha estado em standby, pronto para rapidamente voltar a sua atenção para qualquer potencial candidato a LFBOT que surgisse.

Medições espetroscópicas efetuadas com o telescópio Gemini South, no Chile, revelaram que o Finch tem uma temperatura escaldante de 20.000º C. O Gemini também ajudou a determinar a sua distância da Terra para que a sua luminosidade pudesse ser calculada. Juntamente com dados de outros observatórios, incluindo o Observatório de raios X Chandra da NASA e os radiotelescópios do VLA (Very Large Array) da NSF (National Science Foundation), estas descobertas confirmaram que a explosão era de facto um LFBOT.

Os LFBOTs podem ser o resultado de estrelas a serem despedaçadas por um buraco negro de massa intermédia (entre 100 e 1000 massas solares). A alta resolução e a sensibilidade infravermelha do Telescópio Espacial James Webb da NASA poderão eventualmente ser usadas para descobrir que o Finch explodiu no interior de um enxame globular no halo exterior de uma das duas galáxias vizinhas. Um enxame globular é o local mais provável onde um buraco negro de massa intermédia pode ser encontrado.

Para explicar a localização invulgar do Finch, os investigadores estão a considerar a possibilidade de a explosão ser o resultado de uma colisão de duas estrelas de neutrões, viajando para longe da sua galáxia hospedeira, que têm estado a espiralar uma em direção à outra durante milhares de milhões de anos. Tais colisões produzem uma quilonova - uma explosão 1000 vezes mais poderosa do que uma nova normal. No entanto, uma teoria muito especulativa é a de que se uma das estrelas de neutrões for altamente magnetizada - um magnetar - poderá amplificar ainda mais o poder da explosão, para 100 vezes o brilho de uma supernova normal.

"A descoberta coloca muito mais perguntas do que respostas", disse Chrimes. "É necessário mais trabalho para descobrir qual das muitas explicações possíveis é a correta."

Uma vez que os eventos astronómicos transientes podem surgir em qualquer lugar e a qualquer momento, e são relativamente fugazes em termos astronómicos, os investigadores dependem de levantamentos de campo largo que podem monitorizar continuamente grandes áreas do céu para os detetar e alertar outros observatórios como o Hubble para fazer observações de acompanhamento.

Segundo os investigadores, é necessária uma amostra maior para se chegar a uma melhor compreensão do fenómeno. Os próximos telescópios de observação de todo o céu, como o Observatório Vera C. Rubin, poderão ser capazes de detetar mais, dependendo da astrofísica subjacente.

// NASA (comunicado de imprensa)
// NOIRLab (comunicado de imprensa)
// Observatório Gemini (comunicado de imprensa)
// ESA (comunicado de imprensa)
// ESA/Hubble (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// Universidade de Radboud (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)

Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
29/05/2020 - Astrónomos descobrem nova classe de explosões cósmicas
15/01/2018 - Telescópios encontram fonte de raios-X no interior de supernova misteriosa

Notícias relacionadas:
SPACE.com
Universe Today
science alert
PHYSORG

AT2023fhn:
Transient Name Server

LFBOTs (Luminous Fast Blue Optical Transient):
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
Hubblesite
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST

ZTF (Zwicky Transient Facility):
Caltech
ipac
Wikipedia

Observatório Gemini:
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Wikipedia

Observatório de raios X Chandra:
NASA
Universidade de Harvard
Wikipedia

VLA (Karl G. Jansky Very Large Array):
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NRAO
Wikipedia