Únicos pela quantidade colossal de energia emitida e sendo classificados como os mais luminosos eventos eletromagnéticos conhecidos no Universo, os surtos de raio gama foram descobertos acidentalmente. Em julho de 1967, satélites militares norte-americanos encarregados de detectar testes nucleares secretos conduzidos pela URSS, proibidos pelo Tratado de Interdição Parcial de Ensaios Nucleares, assinado em 1963, detectaram um flash de raios gama, um tipo de radiação, que não encaixava com nenhuma arma nuclear conhecida.

Foi só em 1973, após o governo americano determinar que tais eventos não tinham origem terrestre ou solar, que as observações foram compartilhadas com a comunidade científica. Muitas hipóteses surgiram para tentar explicá-los, mas foi só em 1991, com o lançamento do satélite Compton Gamma Ray Observatory, que mais informações sobre os GRBs (sigla em inglês para o fenômeno) foram obtidas, indicando que a origem deles seria extragaláctica, ou seja, de fora da Via Láctea, a galáxia em que vivemos.

Gustavo Rocha, pesquisador do IAG-USP que baseou sua tese de doutorado nos GRBs, define-os assim: “Os surtos de raios gama são explosões no universo, bastante curtas em duração, e intensas, onde há uma imensa liberação de energia na forma de raios gama”. A escala de energia da qual falamos quando se trata de surtos de raio gama não deve ser menosprezada: em alguns segundos, é emitida energia equivalente à conversão de toda a massa do Sol pela fórmula E=mc², de Einstein. Para meio de comparação, um trilhão de Hidrelétricas de Itaipu operando a nível recorde de produção de energia por um trilhão de anos ainda gerariam cerca de um milionésimo da energia de um único GRB.

Além das quantidades estonteantes de energia envolvidas em um surto de raios gama, há muitos incentivos para pesquisá-los: sua origem ainda é desconhecida – há várias hipóteses para explicá-los, mas é igualmente possível que estejam associados a algo que ainda desconhecemos.

Um dos principais objetivos da tese de Rocha foi entender a dinâmica dos choques relativísticos, ou seja, colisões entre partículas viajando próximas à velocidade da luz, como as emitidas por GRBs. “Quando nos referimos a dinâmica, utilizamos essa palavra em seu pleno significado físico, que consiste no estudo para a compreensão do fenômeno, levando em conta não apenas a cinemática, mas todo o conjunto de variáveis que modelam esses choques, como a energia envolvida, os campos magnéticos, as escalas de distância e a interação entre todas essas grandezas”, ele elabora.

Uma característica que torna o estudo dos GRBs atraente para pesquisadores é o fato de que, graças a avanços em tecnologias de instrumentação e observação, há mais dados observacionais do que modelos teóricos que os expliquem. Isso significa que há espaço para que cientistas desenvolvam novos modelos para explicar os surtos de raio gama que se adequem à quantidade cada vez maior de dados disponíveis. “Com novos dados surgem mais fenômenos associados e mais coisas a serem explicadas de um modo auto-consistente”, adiciona Rocha.

A pesquisa de Rocha é focada, especificamente nos campos magnéticos e seus possíveis efeitos sobre os surtos de raios gama. “Eu gosto de pensar em modelos como receitas de cozinha e a minha tese é um pensamento de que outro ingrediente, no caso o campo magnético, deve ser adicionado para se obter o resultado final desejado”, compara o pesquisador.

Para realizar seu trabalho, Rocha partiu de modelos estabelecidos que tentam descrever o comportamento dos GRBs e adicionou seu “ingrediente”, o campo magnético, para que eles se adequassem mais corretamente às observações já realizadas. Para realizar as simulações, é necessário o uso de supercomputadores para que os cálculos levem dias ou horas ao invés de décadas ou séculos. O IAG dispõe de um supercomputador dedicado à astronomia de 2.300 processadores.

Sobre o que vem por aí, Rocha afirma: “O futuro da área é imenso, incerto, o que é tipicamente sintomático de uma área na fronteira do entendimento. Pouco se sabe ainda sobre o assunto, como por exemplo que tipo de objeto originou as explosões”.