FILME DO CHANDRA CAPTURA DETRITOS EM EXPANSÃO DE UMA EXPLOSÃO ESTELAR
17 de maio de 2016
Remanescente de supernova de Tycho.
Crédito: raios-X - NASA/CXC/BSFC/B. Williams et al; ótico - DSS; rádio - NSF/NRAO/VLA
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Em 1572, a estrela que explodiu para criar este remanescente de supernova era tão brilhante que até se via de dia. E apesar de não ter sido a primeira ou a única pessoa a observar este espetáculo estelar, o astrónomo dinamarquês Tycho Brahe escreveu um livro sobre as suas extensas observações do evento, ficando assim o astro com o seu nome.
Nos tempos modernos, os astrónomos têm observado o campo de destroços desta explosão - o que é hoje conhecido como remanescente de supernova de Tycho - usando dados do Observatório de Raios-X Chandra da NASA, do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) e muitos outros telescópios. Hoje, sabem que o remanescente de Tycho foi criado pela explosão de uma anã branca, tornando-se parte da chamada classe de supernovas do Tipo Ia, usadas para acompanhar a expansão do Universo.
Dado que grande parte do material arremessado para fora da estrela moribunda foi aquecido por ondas de choque - parecidas com os estrondos sónicos dos aviões supersónicos - passando por ele, o remanescente brilha fortemente em raios-X. Os astrónomos usaram agora observações do Chandra de 2000 a 2015 para criar o filme mais longo da evolução de raios-X do remanescente Tycho ao longo do tempo, usando cinco imagens diferentes. Esta mostra que a expansão da explosão ainda continua cerca de 450 anos mais tarde, a partir do ponto de vista da Terra a cerca de 10.000 anos-luz de distância.
Combinando dados de raios-X com mais ou menos 30 anos de observações no rádio pelo VLA, os astrónomos produziram também um filme, usando três imagens diferentes. Os astrónomos usaram estes dados de raios-X e rádio para aprender mais sobre esta supernova e sobre o seu remanescente.
Os investigadores mediram a velocidade da onda de choque em muitos locais diferentes do remanescente. O grande tamanho do remanescente permite a medição deste movimento com uma precisão relativamente elevada. Embora o remanescente seja aproximadamente circular, existem diferenças claras na velocidade da onda de choque em diferentes regiões. A velocidade nas direções inferior e inferior direita é cerca de duas vezes maior do que a velocidade nas direções superior e superior esquerda. Esta diferença já tinha sido vista em observações anteriores.
Esta gama de velocidades no movimento externo da onda de choque é provocada por diferenças na densidade do gás que rodeia o remanescente de supernova. Isto provoca um deslocamento na posição do local da explosão em relação ao centro geométrico, determinado pela localização do centro no remanescente circular. Os astrónomos descobriram que o deslocamento corresponde a cerca de 10% do raio atual do remanescente, para cima e para a esquerda do centro geométrico. A equipa também descobriu que a velocidade máxima da onda de choque ronda os 19,3 milhões de quilómetros por hora.
Deslocamentos como este, entre o centro da explosão e o centro geométrico, podem também existir noutros remanescentes de supernova. A compreensão da posição do centro da explosão para as supernovas do Tipo Ia é importante porque limita a região de pesquisa de uma estrela sobrevivente companheira. Qualquer estrela sobrevivente ajudaria a identificar o mecanismo de gatilho da supernova, mostrando que a anã branca puxou material da estrela companheira até atingir uma massa crítica e explodir. A ausência de uma estrela companheira favorece o outro mecanismo de gatilho, em que duas anãs brancas se fundem fazendo com que a massa crítica seja ultrapassada, não deixando nenhuma estrela para trás.
O deslocamento significativo do centro da explosão em relação ao centro geométrico do remanescente é um fenómeno relativamente recente. Para as primeiras centenas de anos do objeto, o choque da explosão foi tão poderoso que a densidade do gás por onde passava não afetava o seu movimento. A discrepância de densidades, do lado esquerdo para o lado direito, aumentou à medida que a onda de choque se deslocava para fora, fazendo com que o deslocamento da posição entre o centro da explosão e o centro geométrico crescesse com o tempo. Por isso, se os astrónomos do futuro fizerem a mesma observação, digamos, daqui a 1000 anos, devem encontrar um deslocamento muito maior.
O artigo que descreve estes resultados foi aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal e está disponível online.
Com cerca de 30 anos de observações do VLA, no rádio, os astrónomos produziram um pequeno filme usando três imagens diferentes.
Crédito: NSF/NRAO/VLA
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