O estágio final das explosões cataclísmicas de estrelas massivas moribundas, chamadas supernovas, poderia causar um impacto até seis vezes maior no gás interestelar circundante com a ajuda dos raios cósmicos, de acordo com um novo estudo conduzido por pesquisadores da Universidade de Oxford. O trabalho será apresentado por Ph.D. o aluno Francisco Rodríguez Montero hoje (19 de julho) no Virtual Encontro Nacional de Astronomia (NAM 2021).
Quando as supernovas explodem, elas emitem luz e bilhões de partículas para o espaço. Embora a luz possa chegar até nós livremente, as partículas ficam presas em circuitos espirais por ondas de choque magnéticas geradas durante as explosões. Cruzando as frentes de choque para frente e para trás, essas partículas são aceleradas quase até a velocidade da luz e, ao escapar das supernovas, acredita-se que sejam a fonte da misteriosa forma de radiação conhecida como raios cósmicos.
Devido à sua imensa velocidade, os raios cósmicos experimentam fortes efeitos relativísticos, efetivamente perdendo menos energia do que a matéria normal e permitindo que viajem grandes distâncias através de uma galáxia. Ao longo do caminho, eles afetam a energia e a estrutura do gás interestelar em seu caminho e podem desempenhar um papel crucial em interromper a formação de novas estrelas em densos bolsões de gás. No entanto, até o momento, a influência dos raios cósmicos na evolução da galáxia não foi bem compreendida.
No primeiro estudo numérico de alta resolução desse tipo, a equipe fez simulações da evolução das ondas de choque que emanam das explosões de supernovas ao longo de vários milhões de anos. Eles descobriram que os raios cósmicos podem desempenhar um papel crítico nos estágios finais da evolução de uma supernova e em sua capacidade de injetar energia no gás galáctico que a rodeia.
Rodríguez Montero explica que “inicialmente, a adição de raios cósmicos não parece mudar a forma como a explosão evolui. No entanto, quando a supernova atinge o estágio em que não pode ganhar mais impulso com a conversão da energia térmica da supernova em energia cinética, nós descobriram que os raios cósmicos podem dar um impulso extra ao gás, permitindo que o momento final transmitido seja até 4-6 vezes maior do que o previsto anteriormente. ”
Os resultados sugerem que as saídas de gás conduzidas do meio interestelar para o gás tênue circundante, ou meio circungaláctico, serão dramaticamente mais massivas do que anteriormente estimado.
Ao contrário dos argumentos teóricos de última geração, as simulações também sugerem que o impulso extra fornecido pelos raios cósmicos é mais significativo quando estrelas massivas explodem em ambientes de baixa densidade. Isso poderia facilitar a criação de super-bolhas alimentadas por sucessivas gerações de supernovas, varrendo o gás do meio interestelar e liberando-o dos discos galácticos.
Rodríguez Montero acrescenta que seus “resultados são um primeiro olhar para os novos e extraordinários insights que os raios cósmicos fornecerão para a nossa compreensão da natureza complexa da formação de galáxias.”
Publicado em 22/07/2021 13h06
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