Novas pesquisas detectaram forte polarização de um jovem remanescente de supernova. Forneceu evidências independentes e sólidas de que a poeira cósmica no início do universo foi formada em supernovas. Embora seja verdade que as supernovas ejetam e destroem a poeira cósmica, as observações infravermelhas agora sugerem que a poeira se formou em um estágio inicial de uma supernova. SOFIA HAWC+ (Observatório Estratosférico para Astronomia Infravermelha Câmera Plus de Banda Larga Aérea de Alta Resolução) As observações da Banda D do jovem remanescente de supernova (SNR) Cassiopeia A (Cas A) mostram alta polarização no nível de 5-30%.
Essa polarização indica:
– A emissão de poeira polarizada detectada no infravermelho distante pertence ao SNR, e as supernovas são produtoras de uma grande massa de poeira (alguns trabalhos, inclusive na Nature, indicaram que a poeira é apenas das nuvens na linha de visão e não há frio poeira na Cas A)
– Grãos de poeira recém-formados em supernovas são grandes e alongados em vez de esféricos
– Os grãos de silicato são a poeira dominante a ter uma polarização tão forte
– Supernovas são importantes fontes de poeira no início do universo
Dr. Jeonghee Rho, pesquisador do Instituto SETI e principal autor desta pesquisa, disse que a emissão de poeira polarizada pertence ao SNR Cas A e não é uma emissão interestelar aleatória. Estudar as emissões no infravermelho distante é complicado, pois está em todos os lugares do céu. Procurar por emissões associadas a supernovas é equivalente a encontrar uma agulha no palheiro. Observações de polarização lançam uma nova luz sobre isso.
A pesquisa é uma colaboração com o estudante de pós-graduação, Sr. Aravind Ravi, e outros cientistas da Universidade do Texas, Arlington, e colaboradores da University of College London e Cardiff University no Reino Unido, Ghent University na Bélgica, Max Planck Institute em Alemanha e Instituto Coreano de Astronomia e Ciência Espacial na Coreia do Sul.
Cassiopeia A é um SNR relativamente jovem localizado na constelação de Cassiopeia e aproximadamente 11.000 anos-luz de distância da Terra, e sua luz provavelmente atingiu a Terra por volta de 1671 dC. É também um SNR bem estudado, tornando-se um alvo de observação ideal. O HAWC+ da SOFIA é uma câmera de infravermelho distante e polarímetro de imagem que permite imagens de fluxo total e polarizado em cinco comprimentos de onda de banda larga. O mapa de polarização de Cas A foi realizado em 154 mícrons (Banda D). Ao observar com este instrumento, os pesquisadores esperavam aprender:
– Como flui o campo magnético?
– Que tipo de grãos de poeira estão presentes?
– Qual o tamanho dos grãos de poeira?
– Quais são as formas dos grãos de poeira?
– Como a poeira se alinha com o campo magnético?
Ao entender as propriedades dos grãos de poeira, os cientistas podem entender melhor a história da formação de estrelas e a evolução do universo. Não deve ser confundido com coelhinhos de poeira escondidos sob as camas, a poeira cósmica é composta de rochas e é feita de elementos como carbono e, neste caso, principalmente silicato, e desempenha um papel na formação de estrelas e planetas. Modelos teóricos mostraram anteriormente que a formação de poeira em supernovas poderia explicar a presença de poeira no início do universo. A grande questão era se haveria evidências de quantidades suficientes de formação de poeira.
A polarização do SOFIA em Cas A combinando imagens de Spitzer e Herschel implica uma estimativa de um campo magnético de aproximadamente 100 mili-Gauss. Ele coloca Cas A como uma das fontes de campo magnético mais fortes. O alinhamento de grãos em ejetados de supernovas ocorre com os campos magnéticos, e a polarização da poeira pode rastrear de forma confiável o campo magnético.
A observação mostrou que os grãos de pó de silicato são os grãos dominantes em Cas A. Este resultado é significativo porque a taxa de sobrevivência para pó de silicato é maior do que para outros tipos de pó, então poeira suficiente ainda existe por trás do choque reverso. Outros grãos presentes podem ser poeira com ferro, mas observações ou simulações adicionais de comprimento de onda fornecerão maior compreensão.
A grande quantidade de poeira das regiões polarizadas do SNR mostra que as supernovas são o produtor significativo de poeira no início do universo. A massa de poeira da área polarizada (por exemplo, excluindo a parte ocidental) ainda é dois décimos da massa solar. Anteriormente, isso era feito usando a deconvolução de espectros. Esses dados são uma confirmação independente de que a produção de poeira de supernovas é importante como produtora de poeira no início do universo.
“É decepcionante que a missão SOFIA esteja chegando ao fim quando estamos vendo resultados empolgantes como esse”, disse o vice-diretor de operações da missão científica SOFIA, Bernhard Schulz. “Atualmente não há planos para outro observatório do infravermelho distante, então todo o campo da astronomia será impactado”.
Este trabalho nos aproxima da compreensão dos processos no início do universo que levam à formação de estrelas e planetas. Ao estudar os grãos mais profundamente com o Telescópio Espacial James Webb, os pesquisadores esperam entender melhor a composição da poeira.
Publicado em 16/06/2022 19h09
Artigo original: