Investigadores “voltam atrás no tempo” para calcular idade e local de explosão de super-nova

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Este retrato pelo Telescópio Espacial Hubble revela os remanescentes gasosos de uma estrela massiva que explodiu há aproximadamente 1700 anos. O cadáver estelar, um remanescente de super-nova chamado 1E 0102.2-7219, conheceu o seu fim na Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da nossa Via Láctea.
Crédito: NASA, ESA e J. Banovetz e D. Milisavljevic (Universidade Purdue)

Os astrónomos estão a “voltar atrás no tempo” num remanescente de super-nova. Usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA, refizeram o percurso dos estilhaços velozes da explosão a fim de calcular uma estimativa mais precisa da localização e do momento da detonação estelar.

A vítima é uma estrela que explodiu há muito tempo na Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da nossa Via Láctea. A estrela condenada deixou para trás um cadáver gasoso em expansão, um remanescente de super-nova chamado 1E 0102.2-7219, que o Observatório Einstein da NASA descobriu pela primeira vez em raios-X. Como detectives, os investigadores vasculharam imagens de arquivo obtidas pelo Hubble, analisando observações no visível obtidas com 10 anos de intervalo.

A equipa de investigação, liderada por John Banovetz e Danny Milisavljevic da Universidade Purdue em West Lafayette, no estado norte-americano do Indiana, mediu as velocidades de 45 aglomerados de material em forma de girino, ricos em oxigénio, ejectados pela explosão de super-nova. O oxigénio ionizado é um excelente rastreador porque brilha mais forte no visível.

Para calcular uma idade precisa da explosão, os astrónomos escolheram os 22 aglomerados de ejecção mais rápidos, ou nós. Os cientistas determinaram que estes alvos eram os menos prováveis de verem a sua velocidade diminuída pela passagem pelo material interestelar. Então traçaram o movimento dos nós para trás no tempo até que o material ejectado se aglutinasse num ponto, identificando o local da explosão. Uma vez conhecido, puderam calcular o tempo necessário para os nós velozes viajarem do centro da explosão até à sua posição actual.

De acordo com a sua estimativa, a luz da explosão chegou à Terra há 1700 anos, durante o declínio do Império Romano. No entanto, a super-nova só seria visível para os habitantes do Hemisfério Sul. Infelizmente, não existem registos conhecidos deste evento titânico.

Os resultados dos investigadores diferem das observações anteriores do local da explosão de super-nova e da idade. Estudos anteriores, por exemplo, chegaram a idades da explosão de 2000 e 1000 anos. No entanto, Banovetz e Milisavljevic dizem que a sua análise é mais robusta.

“Um estudo anterior comparou imagens obtidas com anos de intervalo e com duas câmaras do Hubble, a WFPC2 (Wide Field Planetary Camera 2) e a ACS (Advanced Camera for Surveys),” disse Milisavljevic. “Mas o nosso estudo compara dados obtidos com a mesma câmara, a ACS, tornando a comparação muito mais robusta; os nós foram muito mais fáceis de rastrear usando o mesmo instrumento. É um testamento da longevidade do Hubble, termos conseguido fazer uma comparação tão limpa de imagens tiradas com 10 anos de diferença.”

Os astrónomos também aproveitaram as imagens nítidas do instrumento ACS para seleccionar quais os aglomerados de material ejectado para análise. Em estudos anteriores, os investigadores calcularam a média da velocidade de todos os detritos gasosos para calcular a idade da explosão. No entanto, os dados do ACS revelaram regiões onde o material ejectado desacelerou porque estava a chocar com o material mais denso “derramado” pela estrela antes de explodir como super-nova. Os cientistas não incluíram estes nós na amostra. Precisavam do material ejectado que melhor reflectisse as suas velocidades originais da explosão, usando-os para determinar uma estimativa precisa da idade da explosão de super-nova.

O Hubble também cronometrou a velocidade de uma estrela de neutrões suspeita – o núcleo esmagado da estrela condenada – que foi expelida pela explosão. Com base nas suas estimativas, a estrela de neutrões deve estar a mover-se a mais de 3,2 milhões de quilómetros por hora do centro da explosão para chegar à sua posição actual. A estrela de neutrões suspeita foi identificada em observações com o VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile, em combinação com dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA.

“É um valor bastante elevado e no extremo de quão rápido pensamos que uma estrela de neutrões pode mover-se, mesmo tendo recebido um ‘pontapé’ da explosão de super-nova,” disse Banovetz. “Investigações mais recentes questionam se o objecto é realmente a estrela de neutrões sobrevivente da explosão de super-nova. É potencialmente apenas um amontoado compacto do material ejectado pela super-nova que foi iluminado, e os nossos resultados geralmente apoiam esta conclusão.”

Portanto, a caça à estrela de neutrões ainda está em andamento. “O nosso estudo não resolve o mistério, mas dá uma estimativa da velocidade da estrela de neutrões candidata,” disse Banovetz.

Astronomia On-line
19 de Janeiro de 2021