Em 23 de fevereiro de 1987, os astrônomos notaram uma nova fonte de luz na Grande Nuvem de Magalhães (LMC), uma pequena galáxia satélite da Via Láctea. Logo, os cientistas perceberam que esse novo farol era, de fato, uma explosão espetacular causada pela morte de uma estrela massiva. Era uma supernova.
NAntes desse evento, os astrônomos haviam observado muitas supernovas e suas consequências, chamadas de “resquícios de supernovas”. Isso, no entanto, representou a explosão estelar mais próxima em centenas de anos e a melhor oportunidade para os astrônomos estudarem as fases antes, durante e depois da morte de uma estrela.
Logo após o anúncio de sua descoberta, praticamente todos os telescópios do hemisfério sul (de onde o LMC é visível) estudaram o que ficou conhecido como Supernova 1987A, ou SN 1987A para abreviar. À medida que novos telescópios surgiram no solo e no espaço, eles também se juntaram ao esforço para estudar esse objeto notável.
Hoje, três décadas depois de aparecer pela primeira vez no céu, telescópios como o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e muitos outros continuam a observar e aprender sobre o SN 1987A. Ao longo dos muitos anos de observações, esses telescópios viram a poderosa explosão inicial se transformar no campo de detritos aquecidos que arremessam os restos da estrela para o espaço.
As supernovas e seus remanescentes são os polinizadores do Universo, fornecendo elementos como ferro, cálcio, carbono e muito mais para a próxima geração de estrelas e planetas. A própria presença de vida na Terra se deve à produção desses elementos essenciais de gerações anteriores de estrelas que foram injetadas na galáxia antes mesmo do nosso Sistema Solar se formar.
Aprender sobre como as estrelas nascem, vivem suas vidas e morrem nos dá uma compreensão da própria natureza desse ecossistema cósmico no qual todos nascemos. Vamos dar uma olhada no que os telescópios mais poderosos do mundo, observando em todos os tipos de luz, nos disseram sobre SN 1987A, talvez a supernova mais importante a explodir. Ainda.
Ao combinar dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA e do Observatório de Raios-X Chandra, bem como do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), podemos explorar o SN 1987A como nunca antes. Os dados mais recentes desses poderosos telescópios indicam que o SN 1987A ultrapassou um limite importante. A onda de choque da supernova está se movendo além do denso anel de gás produzido no final da vida da estrela pré-supernova quando um fluxo rápido ou vento da estrela colidiu com um vento mais lento gerado em uma fase anterior de gigante vermelha da evolução da estrela. O que está além do anel é pouco conhecido atualmente e depende dos detalhes da evolução da estrela quando era uma gigante vermelha.
Detalhes sobre as descobertas
Estudos do Hubble revelaram que o denso anel de gás ao redor da supernova está brilhando na luz óptica e tem um diâmetro de cerca de um ano-luz. O anel estava lá pelo menos 20.000 anos antes da estrela explodir. Um flash de luz ultravioleta da explosão energizou o gás no anel, fazendo-o brilhar por décadas. A estrutura central visível dentro do anel na imagem do Hubble agora cresceu para cerca de meio ano-luz de diâmetro. O mais notável são duas bolhas de detritos no centro do remanescente de supernova, afastando-se uma da outra a cerca de 32 milhões de quilômetros por hora.
De 1999 a 2013, os dados do Chandra mostraram um anel em expansão de emissão de raios-X que estava ficando cada vez mais brilhante. A onda de choque da explosão original irrompeu e aqueceu o anel de gás ao redor da supernova, produzindo emissão de raios-X. Nos últimos anos, o anel parou de ficar mais brilhante em raios-X. De cerca de fevereiro de 2013 até a última observação do Chandra analisada em setembro de 2015, a quantidade total de raios-X de baixa energia permaneceu constante. Além disso, a parte inferior esquerda do anel começou a desaparecer. Essas mudanças fornecem evidências de que a onda de choque da explosão se moveu além do anel para uma região com gás menos denso. Isso representa o fim de uma era para SN 1987A.
A partir de 2012, os astrônomos usaram o telescópio ALMA no Chile para observar os restos brilhantes da supernova, estudando como o remanescente está realmente forjando grandes quantidades de nova poeira a partir dos novos elementos criados na estrela progenitora. Uma parte dessa poeira entrará no espaço interestelar e pode se tornar os blocos de construção de futuras estrelas e planetas em outro sistema. Essas observações também sugerem que a poeira no início do universo provavelmente se formou a partir de explosões semelhantes de supernovas.
Os astrônomos também estão procurando evidências de um buraco negro ou uma estrela de nêutrons deixada para trás pela explosão. Eles observaram um flash de neutrinos da estrela assim que entrou em erupção. Essa detecção torna os astrônomos bastante certos de que um objeto compacto formado quando o centro da estrela entrou em colapso – uma estrela de nêutrons ou um buraco negro – mas nenhum telescópio descobriu qualquer evidência de um ainda.
Vídeo de lapso de tempo
De 1999 a 2013, os dados do Chandra mostraram um anel em expansão de emissão de raios-X que estava ficando cada vez mais brilhante. Isso foi produzido pela onda de choque da explosão original que explodiu e aqueceu o anel de gás ao redor da supernova. Nos últimos anos, houve mudanças impressionantes nos dados do Chandra. Isso fornece evidências de que a onda de choque da explosão se moveu além do anel para uma região com gás menos denso. Isso representa o fim de uma era para SN 1987A. Como os astrônomos não sabem exatamente as mentiras além do anel, eles estarão observando cuidadosamente o que acontece a seguir.
Visualização 3D
Este vídeo mostra uma visualização de SN 1987A e a evolução do remanescente de supernova resultante até os dias atuais. A visualização começa mostrando a estrela progenitora cercada por um anel de gás produzido no final da vida da estrela. Um flash de luz retrata a explosão da supernova, seguida pela expansão da onda de choque subsequente. A onda de choque então colide com o anel de gás, fazendo com que os nós de material de alta densidade se tornem mais quentes e brilhantes, e o gás de baixa densidade seja soprado para fora. Um quadro é mostrado por ano e a visualização alterna entre eles a quatro anos por segundo. Ao chegar aos dias atuais (fevereiro de 2017), o desenvolvimento do tempo é interrompido e a câmera circula ao redor do anel para mostrar sua estrutura.
Esta visualização é baseada em uma sofisticada simulação 3D publicada por Salvatore Orlando que incorpora a física de SN 1987A, incluindo a complexa interação entre radiação e matéria e efeitos relativísticos. A simulação reproduz as propriedades observadas da supernova, incluindo como a radiação, temperatura e velocidade dos detritos variam com o tempo. A simulação então reproduz as propriedades do remanescente de supernova subsequente, incluindo como a forma da estrutura de raios X, bem como a quantidade de raios X observados em diferentes comprimentos de onda, evoluem com o tempo.
Impressao 3D
– Baixe os arquivos 3D (Ring Debris 2017 – Ring 2017 – Combined)
– Leia as breves instruções abaixo
– Selecione a impressora 3D de sua escolha.
Essas impressões 3D mostram o remanescente de supernova SN 1987A em sua idade observada atual de 30 anos, com base em simulações 3D de Salvatore Orlando. A onda de choque da supernova colidiu com um anel de gás pré-existente, jogando bolhas desse gás para cima e para baixo. Pequenas gotas de gás que foram desconectadas de outras bolhas ou do anel foram removidas do modelo usando um software de animação 3D para facilitar a impressão.
Para a versão de impressão 3D prateada à esquerda, foram utilizadas estruturas de suporte dissolvíveis, e a foto mostra o modelo após a dissolução das estruturas de suporte. Usando a impressora Ultimaker 3 com suportes dissolvíveis com resolução de 0,1 mm, este modelo levou cerca de 40 horas para imprimir. A foto à direita mostra as impressões 3D do SN 1987A usando duas cores diferentes, também com resolução de 0,1 mm e incluindo estruturas de suporte que precisam ser removidas manualmente. As partes restantes do anel são claramente visíveis em vermelho na impressão à direita. Usando a impressora Ultimaker 3, este modelo levou cerca de 15 horas para imprimir. Além disso, exigiu cerca de uma hora de trabalho de acabamento com alicates de bico fino e ferramentas semelhantes para remover manualmente as estruturas de suporte.
Publicado em 27/01/2022 12h45
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