Os astrônomos há muito suspeitam que uma estrela de nêutrons do tamanho de uma cidade se esconde dentro da mortalha empoeirada de SN 1987A. E agora, eles estão mais perto do que nunca de provar seu caso.
Em 24 de fevereiro de 1987, uma explosão cósmica inesperada abalou a comunidade astronômica. Chamado de Supernova 1987A (SN 1987A), o evento ígneo – desencadeado pela implosão de uma estrela massiva – foi a supernova observada mais próxima da Terra desde a invenção do telescópio. Isso não ocorreu em nossa galáxia, no entanto. SN 1987A se autodestruiu dentro da Grande Nuvem de Magalhães, que é uma galáxia satélite da Via Láctea que reside a cerca de 170.000 anos-luz da Terra. No entanto, SN 1987A ainda era tão brilhante que observadores a olho nu podiam vê-lo por várias semanas.
Mas a visão extraordinária de uma supernova próxima persistente no céu noturno da Terra não é a única coisa que SN 1987A nos concedeu. Também deu aos astrônomos uma oportunidade sem precedentes de investigar o que desencadeia as supernovas, bem como como essas poderosas explosões se propagam pelos arredores. Na verdade, podemos ver a onda de choque do SN 1987A ainda acelerando para fora hoje, interagindo com nuvens de poeira que circundam o local original da explosão cósmica.
Crédito: Yvette Cendes / University of Toronto / Leiden Observatory
No entanto, um mistério duradouro permanece: o que SN 1987A deixou para trás? De acordo com uma nova pesquisa, a resposta provavelmente é uma estrela de nêutrons.
O cadáver de SN 1987A
Por algum tempo, os astrônomos presumiram que a SN 1987A inicialmente deixou para trás uma estrela de nêutrons. Isso porque algumas horas antes da luz da supernova chegar até nós, eles detectaram um influxo de partículas de neutrino lavando a Terra, como seria de esperar se uma supernova explodisse nas proximidades. Essas partículas quase imparáveis passam direto pelo denso material presente durante uma supernova em formação – ao contrário da luz, que fica retida por um tempo. Na verdade, SN 1987A foi a primeira vez que cientistas detectaram neutrinos além do nosso sistema solar.
Mas, mesmo que esses neutrinos quase certamente tenham vindo do nascimento de uma estrela de nêutrons em SN 1987A, os astrônomos não têm certeza se essa estrela de nêutrons continua viva ou, melhor, rapidamente colapsou em um buraco negro. E apesar de décadas de monitoramento do local, os observadores ainda não encontraram sinais convincentes de um objeto compacto à espreita perto do centro de SN 1987A. Pelo menos até agora.
Em um novo artigo publicado em 30 de julho no The Astrophysical Journal, astrônomos relatam que encontraram evidências convincentes de que SN 1987a ainda abriga uma estrela de nêutrons, o que a tornaria o mais jovem cadáver estelar conhecido. (O detentor do recorde anterior, chamado Cassiopeia A, tem cerca de 330 anos.) Os astrônomos realizaram o estudo usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) – um radiotelescópio no Chile que é capaz de perscrutar através de poeira obscurecida . Essas novas imagens de resolução extremamente alta revelaram uma “bolha” quente à espreita no núcleo do SN 1987A.
ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), P. Cigan e R. Indebetouw; NRAO / AUI / NSF, B. Saxton; NASA / ESA
No entanto, a própria bolha não é a estrela de nêutrons. Como as estrelas de nêutrons comprimem cerca de 1,4 vezes a massa do Sol em uma esfera de aproximadamente 15 milhas (25 quilômetros) de largura, elas são impossíveis de serem vistas diretamente. Em vez disso, a bolha recém-descoberta parece ser uma nuvem de gás gigante que ofusca dramaticamente seus arredores, e está localizada exatamente onde os astrônomos acham que a estrela de nêutrons da SN 1987A deveria estar.
?Tem que haver algo na nuvem que aqueceu a poeira e a fez brilhar?, explicou o co-autor Mikako Matsuura, da Universidade de Cardiff, em um comunicado à imprensa. Em seu maior comprimento, a bolha se estende por cerca de 4.000 unidades astronômicas – onde uma unidade astronômica é a distância média Terra-Sol – e é estimada em cerca de 9 milhões de graus Fahrenheit (5 milhões de graus Celsius). ?É por isso que sugerimos que existe uma estrela de nêutrons escondida dentro da nuvem de poeira?, acrescentou Matsuura.
Este blob não está exatamente no centro do SN 1987A; está ligeiramente deslocado. Mas isso não é um bug na teoria, é uma característica. Os astrônomos há muito suspeitam que o SN 1987A explodiu assimetricamente, lançando mais material em uma direção do que em outra. Pela terceira lei do movimento de Newton, tal explosão assimétrica teria “chutado” a estrela de nêutrons na direção oposta a centenas de milhas por segundo. Assim, simplesmente calculando a distância que a estrela de nêutrons viajou pelo espaço durante os últimos 30 anos, os astrônomos podem prever seu deslocamento do centro de SN 1987A. Acontece que é exatamente onde eles encontraram a mancha nas imagens do ALMA.
Agora que os astrônomos provavelmente encontraram a localização da estrela de nêutrons dentro de SN 1987A – e a apelidaram de ?NS 1987A? – a verdadeira busca por compreensão pode começar.
Para começar, os pesquisadores realmente querem saber se NS 1987A é um pulsar, que é uma estrela de nêutrons que emite um poderoso feixe de radiação de rádio enquanto gira. (Lembre-se de que todos os pulsares são estrelas de nêutrons. Mas nem todas as estrelas de nêutrons são pulsares). Embora os astrônomos não tenham certeza de qual mecanismo produz o rádio-jato de um pulsar, eles acham que está relacionado a fatores como a rotação da estrela e o campo magnético. Mas até agora, os astrônomos não detectaram nenhum desses pulsos de rádio da direção do SN 1987A. Além disso, a quantidade atual de energia da bolha não parece permitir energia extra proveniente de pulsos internos.
Para determinar definitivamente se NS 1987A é um pulsar ou apenas uma estrela de nêutrons comum, os astrônomos devem continuar a refinar a massa e a temperatura estimadas da bolha. Então, procurando de perto as variações periódicas no brilho da bolha, eles podem ser capazes de amarrar quaisquer oscilações ao ritmo consistente de um pulsar interno.
Até então, no entanto, os pesquisadores estão simplesmente felizes que um mistério de décadas sobre o que se esconde no núcleo do SN 1987A provavelmente tenha sido encerrado. Mas, mesmo assim, você pode apostar que os astrônomos não vão parar de rastrear as consequências da explosão cósmica tão cedo.
Publicado em 14/08/2020 21h33
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