NUSTAR DESVENDA MISTÉRIO DE COMO AS ESTRELAS EXPLODEM
21 de Fevereiro de 2014
Um dos maiores mistérios da Astronomia, como as estrelas explodem em supernovas, está finalmente sendo revelado com a ajuda do telescópio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA.
O observatório de raios-X de alta anergia criou o primeiro mapa de material radioactivo num remanescente de supernova. Os resultados de Cassiopeia A (Cas A) revelam como as ondas de choque provavelmente rasgam as estrelas gigantes e moribundas.
"As estrelas são bolas esféricas de gás, e podemos pensar que quando terminam as suas vidas e explodem, essa explosão parece-se com uma bola uniforme e poderosa em expansão," afirma Fiona Harrison, investigador principal do NuSTAR no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena, EUA. "Os nossos novos resultados mostram como o coração da explosão, ou motor, é distorcido, possivelmente porque as regiões do interior literalmente chapinham ao redor antes de detonar." Harrison é co-autor de um artigo acerca dos resultados, publicado na edição de 20 de Fevereiro da Nature.
Cas A foi criada quando uma estrela gigante explodiu como supernova, deixando um denso cadáver estelar e expelindo os seus restos. A luz da explosão chegou à Terra há algumas centenas de anos, e por isso estamos a ver o remanescente estelar quando era fresco e jovem.
As supernovas semeiam o Universo com muitos elementos, incluindo o ouro nas jóias, o cálcio nos ossos e o ferro no sangue. Enquanto as estrelas pequenas como o Sol têm mortes menos violentas, as estrelas com pelo menos oito vezes a sua massa explodem em supernovas. As altas temperaturas e partículas criadas na explosão fundem elementos leves para criar elementos mais pesados.
O NuSTAR é o primeiro telescópio capaz de produzir mapas de elementos radioactivos nos restos de supernovas. Neste caso, o elemento é o titânio-44, que tem um núcleo instável produzido no coração da estrela em explosão.
O mapa NuSTAR de Cas A mostra o titânio concentrado em aglomerados no centro do remanescente e aponta para uma possível solução do mistério de como a estrela encontrou o seu fim. Quando os cientistas simulam explosões de supernova em computador, à medida que uma estrela massiva morre e colapsa, a principal onda de choque frequentemente estagna e a estrela não consegue quebrar-se.
As últimas descobertas sugerem fortemente que a estrela em explosão é literalmente chapinhada, dando nova energia à onda de choque parada e permitindo com que a estrela finalmente ejecte as suas camadas exteriores.
"Com o NuSTAR temos uma nova ferramenta forense para investigar a explosão," realça o autor principal do artigo, Brian Grefenstette do Caltech. "Antes, era difícil interpretar o que estava acontecendo em Cas A porque o material que vemos apenas brilha em raios-X quando é aquecido. Agora que podemos ver o material radioactivo, que brilha em raios-X independentemente do que aconteça, estamos recebendo uma imagem mais completa do que se passa no centro da explosão."
O mapa NuSTAR também lança dúvidas sobre outros modelos de explosões de supernovas, em que a estrela gira rapidamente antes de morrer e lança correntes estreitas de gás que alimentam a explosão estelar. Apesar de já terem sido observadas marcas de jactos em torno de Cas A, não se sabia se tinham provocado a explosão. O NuSTAR não viu o titânio, essencialmente a cinza radioactiva da explosão, nas regiões estreitas que coincidem com os jactos, por isso os jactos não serviram como gatilho explosivo.
"É por isso que construímos o NuSTAR," realça Paul Hertz, director da divisão de astrofísica da NASA em Washington. "Para descobrir coisas que não sabíamos - e que não esperávamos - acerca do Universo de alta-energia."
Os cientistas vão continuar a investigar o caso da explosão dramática de Cas A. Séculos após a sua morte ter marcado os nossos céus, este resto de supernova continua a causar perplexidade.
Este é o primeiro mapa de radioactividade num resto de supernova, os detritos expelidos pela explosão de uma estrela. A cor azul mostra material radioactivo mapeado em raios-X de alta-energia usando o NuSTAR.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/CXC/SAO
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O NuSTAR complementa observações prévias do resto de supernova Cassiopeia A ao providenciar os primeiros mapas de material radioactivo criado na poderosa explosão (azul).
Crédito: NASA/JPL-Caltech/CXC/SAO
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Estas ilustrações mostram a progressão de uma explosão de supernova. Uma estrela massiva (esquerda), que criou elementos pesados como o ferro no seu interior, morre numa explosão tremenda (meio), espalhando as suas camadas exteriores numa estrutura chamada resto de supernova (direita).
Crédito: NASA/CXC/SAO/JPL-Caltech
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