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IXPE da NASA desvenda mistérios da histórica supernova Tycho
3 de março de 2023
 

Utilizando dados do IXPE da NASA, investigadores internacionais descobriram novas informações sobre o remanescente de supernova Tycho, uma estrela que explodiu na direção da constelação de Cassiopeia e cuja luz foi vista pela primeira vez na Terra em 1572. Os resultados fornecem novas pistas sobre como as ondas de choque criadas por estas explosões estelares titânicas aceleram as partículas até quase à velocidade da luz e revelam, pela primeira vez, a geometria dos campos magnéticos próximos da onda de choque da supernova, que forma um limite em torno do material ejectado, como se vê nesta composição. Os dados IXPE (roxo escuro e branco) foram combinados com dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA (vermelho e azul) e sobrepostos com as estrelas no campo de visão, campo este capturados pelo DSS (Digitized Sky Survey).
Crédito: raios-X do IXPE - NASA/ASI/MSFC/INAF/R. Ferrazzoli, et al.; raios-X do Chandra - NASA/CXC/RIKEN & GSFC/T. Sato et al.; ótico - processamento de imagens DSS: NASA/CXC/SAO/K. Arcand, L.Frattare e N.Wolk
 
     
 
 
 

Uma equipa internacional de cientistas descobriu novas informações sobre os remanescentes de uma estrela cuja explosão foi avistada há 450 anos. Os resultados fornecem novas pistas sobre como as condições das ondas de choque criadas por explosões estelares titânicas, chamadas supernovas, aceleram as partículas para perto da velocidade da luz.

O remanescente de supernova chama-se Tycho, em honra ao astrónomo dinamarquês Tycho Brahe, que notou o grande brilho desta nova "estrela" na constelação de Cassiopeia em 1572. No novo estudo, os astrónomos utilizaram o IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) da NASA para estudar os raios-X polarizados do remanescente de supernova Tycho.

O IXPE revelou, pela primeira vez, a geometria dos campos magnéticos perto da onda de choque, que ainda se está a propagar a partir da explosão inicial e que forma um limite em torno do material ejetado. A compreensão da geometria do campo magnético permite aos cientistas investigar mais eficazmente a forma como as partículas são ali aceleradas.

"Sendo uma das chamadas supernovas históricas, Tycho foi observada pela humanidade no passado e teve um duradouro impacto social e até artístico", disse o Dr. Riccardo Ferrazzoli, investigador do INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) em Roma, Itália, parceiro da NASA na missão IXPE. "É emocionante estar aqui, 450 anos após a sua primeira aparição no céu, para ver este objeto outra vez mas com novos olhos e para aprender mais com ele". Ferrazzoli é o autor principal de um artigo, publicado na revista The Astrophysical Journal, acerca das novas descobertas no remanescente de supernova Tycho.

A medição da polarização dos raios-X diz aos cientistas a direção e a ordenação média do campo magnético das ondas de luz que compõem os raios-X de uma fonte altamente energética como Tycho. Os raios-X polarizados são produzidos por eletrões que se movem no campo magnético num processo chamado "emissão de sincrotrão". A direção da polarização, a partir dos raios-X, pode ser mapeada de volta à direção dos campos magnéticos no local onde os raios-X foram gerados. Esta informação ajuda os cientistas a abordar algumas das maiores questões da astrofísica, tais como a forma como Tycho e outros objetos aceleram partículas mais perto da velocidade da luz do que os aceleradores de partículas mais poderosos da Terra.

"O processo pelo qual um remanescente de supernova se torna um acelerador de partículas envolve uma dança delicada entre a ordem e o caos", disse Patrick Slane, astrofísico sénior do Centro para Astrofísica em Harvard, Cambridge, no estado norte-americano de Massachusetts. "São necessários campos magnéticos fortes e turbulentos, mas o IXPE está a mostrar-nos que há uma uniformidade, ou coerência em grande escala, aqui também envolvida, estendendo-se até aos locais onde a aceleração está a ocorrer".

Durante as suas décadas de funcionamento, o Observatório de raios-X Chandra da NASA tem observado repetidamente o remanescente de supernova Tycho, ajudando os investigadores a fazer descobertas marcantes sobre esta estrutura fascinante. Com a sua capacidade de identificar e seguir a luz polarizada de raios-X, o IXPE apoia-se nas bases estabelecidas pelo Chandra. A informação do IXPE permite aos cientistas compreender melhor o processo pelo qual os raios cósmicos, partículas altamente energéticas que permeiam a nossa Galáxia, são acelerados por remanescentes de supernova.

O IXPE ajudou a mapear a forma do campo magnético de Tycho com clareza e numa escala sem precedentes. Embora observatórios anteriores tenham analisado o campo magnético de Tycho no rádio, o IXPE mediu a forma do campo em escalas inferiores a um parsec, ou cerca de 3,26 anos-luz - um tamanho vasto em termos de experiência humana, mas o mais perto que os investigadores alguma vez chegaram de observar a fontes dos "raios cósmicos" altamente energéticos emitidos por um destes fenómenos cósmicos. Esta informação é valiosa à medida que os cientistas exploram a forma como as partículas são aceleradas na sequência da onda de choque da explosão inicial.

Os investigadores também documentaram semelhanças e diferenças surpreendentes entre as descobertas do IXPE em Tycho e no remanescente de supernova Cassiopeia A, um alvo de estudo anterior. As direções gerais dos campos magnéticos em ambos os remanescentes de supernova parecem ser radiais, esticados para longe. Mas Tycho forneceu um grau de polarização de raios-X muito mais elevado do que Cassiopeia A, sugerindo que pode possuir um campo magnético mais ordenado e menos turbulento.

A supernova Tycho está classificada como do Tipo Ia, que ocorre quando uma estrela anã branca num sistema binário desfaz a sua estrela companheira, capturando alguma da sua massa e provocando uma violenta explosão. A destruição da anã branca envia destroços para o espaço a uma velocidade tremenda. Pensa-se que tais eventos são a fonte da maioria dos raios cósmicos galácticos encontrados no espaço, incluindo os que bombardeiam continuamente a atmosfera terrestre.

A explosão de supernova Tycho, propriamente dita, libertou tanta energia quanto o Sol ao longo de 10 mil milhões de anos. Esse brilho tornou a supernova de Tycho visível a olho nu aqui na Terra em 1572, quando foi avistada por Brahe e por outros observadores, incluindo potencialmente um jovem William Shakespeare, com 8 anos, que viria a descrevê-la em finais do século XVI, início do século XVII, na primeira cena da sua obra "Hamlet".

// NASA (comunicado de imprensa)
// Chandra/Harvard (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)

 


Remanescente de supernova Tycho (SN 1572):
Wikipedia
SolStation.com

Remanescente de supernova:
NASA
Wikipedia
CCVAlg - Astronomia

Supernovas:
Wikipedia 
Tipo Ia (Wikipedia)

IXPE:
NASA
Wikipedia

Observatório de raios-X Chandra:
NASA
Universidade de Harvard
Wikipedia

Tycho Brahe:
Wikipedia

 
   
 
 
 
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