Em 23 de fevereiro de 1987, a luz de uma estrela explosiva gigante chegou à Terra. O evento, que ocorreu na Grande Nuvem de Magalhães, uma pequena galáxia a 168.000 anos-luz de distância que circunda nossa Via Láctea, foi a supernova mais próxima a ocorrer em quase 400 anos, e a primeira desde a invenção dos telescópios modernos.
Mais de 30 anos depois, uma equipe usou observações de raios-X e simulações físicas para medir com precisão a temperatura dos elementos no gás ao redor da estrela morta pela primeira vez. À medida que as ondas de choque hiper-rápidas do coração da supernova atingem átomos no gás circundante, elas aquecem esses átomos a centenas de milhões de graus Fahrenheit.
Os resultados foram publicados em 21 de janeiro na revista Nature Astronomy.
Sair com um estrondo
Quando estrelas gigantes atingem a velhice, suas camadas externas se desprendem e se resfriam em enormes estruturas remanescentes ao redor da estrela. O núcleo da estrela cria uma explosão espetacular de supernova, deixando para trás uma estrela ultradensa de nêutrons ou um buraco negro. As ondas de choque da explosão viajam a um décimo da velocidade da luz e atingem o gás circundante, aquecendo-o e fazendo-o brilhar em raios-X brilhantes.
O telescópio de raios X Chandra da NASA, no espaço, monitora as emissões da supernova 1987A, como a estrela morta é conhecida, desde que o telescópio foi lançado há 20 anos. Naquela época, a supernova 1987A surpreendeu os pesquisadores várias vezes, disse David Live Burrows, físico da Universidade Estadual da Pensilvânia e coautor do novo artigo. "Uma grande surpresa foi a descoberta de uma série de três anéis ao redor", disse ele.
Desde por volta de 1997, a onda de choque da supernova 1987A interage com o anel mais interno, chamado anel equatorial, disse Burrows. Usando Chandra, ele e seu grupo monitoraram a luz criada pelas ondas de choque à medida que interagem com o anel equatorial, a fim de aprender como o gás e a poeira no anel esquentam. Eles queriam descobrir as temperaturas de diferentes elementos no material à medida que a frente de choque o envolve, um problema de longa data que tem sido difícil de determinar com precisão.
Para ajudar nas medições, a equipe criou simulações detalhadas em 3D da supernova que separavam os muitos processos em jogo - a velocidade da onda de choque, a temperatura do gás e os limites de resolução dos instrumentos de Chandra. A partir daí, eles conseguiram determinar a temperatura de uma ampla gama de elementos, desde átomos leves como nitrogênio e oxigênio, até pesados como silício e ferro, disse Burrows. As temperaturas variavam de milhões a centenas de milhões de graus.
As descobertas fornecem informações importantes sobre a dinâmica da supernova 1987A e ajudam a testar modelos de um tipo específico de frente de choque, disse ao Live Jacco Vink, astrofísico de alta energia da Universidade de Amsterdã, na Holanda, que não estava envolvido no trabalho. Ciência.
Como as partículas carregadas da explosão não atingem átomos no gás circundante, mas dispersam os átomos de gás usando campos elétrico e magnético, esse choque é conhecido como choque sem colisão, acrescentou. O processo é comum em todo o universo e, portanto, entendê-lo melhor ajudaria pesquisadores com outros fenômenos, como a interação do vento solar com material interestelar e simulações cosmológicas sobre a formação de estruturas em larga escala no universo.
