GAMMA-RAY BURSTS

Plasma-dinâmica e motor central

A descoberta fortuita dos Gamma-Ray Bursts (GRBs) no final dos anos sessenta pelos satélites Vela intrigou os astrônomos por várias décadas. Como os GRBs são produzidos a distâncias cosmológicas, seus fluxos implicam enormes energias, que podem chegar a 1E54 erg se a emissão for isotrópica. A fonte de energia dos GRBs está convincentemente associada a uma liberação catastrófica de energia em objetos de massa estelar. Gráficos da distribuição da duração observada para um grande número de GRBs mostram uma clara bimodalidade, sugerindo a existência de duas populações separadas: uma população "curta" com uma duração média de cerca de 0,3 segundos e uma população "longa" com uma duração média de cerca de 30 segundos. Para GRBs longos, isto é quase certamente associado aos últimos estágios da evolução de uma estrela muito massiva, a saber, o colapso de seu núcleo, que pelo menos em alguns casos está associado a uma supernova detectável. Para GRBs curtos, há muito se presume que eles estavam associados a fusões binárias compactas. Em ambos os casos, GRBs longos e curtos, o objeto central compacto provavelmente será um buraco negro de várias massas solares (embora possa, temporariamente, ser uma estrela de nêutrons de alta massa de rotação rápida, que eventualmente deve colapsar no buraco negro). Em qualquer caso, a energia gravitacional liberada no colapso ou fusão envolve a ordem de algumas massas solares, que é convertida em energia livre em escalas de tempo de milissegundos dentro de um volume da ordem de dezenas de quilômetros cúbicos. Esta enorme energia é liberada em um volume similar ou ligeiramente maior ao longo de uma escala de tempo maior, de segundos a centenas de segundos, seja da parte central da estrela progenitora ou dos escombros das estrelas compactas coalescentes em rotação.

Neste projeto visamos estudar várias características desses fenômenos fantásticos, para entender se um buraco negro ou uma estrela de nêutrons altamente magnetizada (magnetar) é produzido em GRBs. Também, qual é o mecanismo pelo qual os jatos relativísticos são lançados e como é sua energia dissipada. Finalmente, queremos explorar o papel do campo magnético na evolução do jato relativístico. As novas ondas gravitacionais detectadas da fusão NS-NS nos mostram a importância da magnetização dentro do material ejetado relativístico.