Telescóspios ajudam a resolver antigo mistério de Supernova

Um mistério que começou há quase 2000 anos, quando astrónomos chineses testemunharam o que viria a ser a explosão de uma estrela no céu, foi resolvido. Novas observações infravermelhas com o Telescópio Espacial Spitzer da NASA e com o WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), revelam como a primeira supernova documentada da História ocorreu e como os seus restos aniquilados, em última análise, se espalharam a grandes distâncias.

Os achados mostram que a explosão estelar teve lugar numa cavidade oca, permitindo com que o material expelido viajasse muito mais depressa e mais longe do que o esperado.

"Este resto de supernova ficou muito grande, muito depressa," afirma Brian J. Williams, astrónomo da Universidade Estatal da Carolina do Norte em Raleigh, EUA. Williams é o autor principal de um novo estudo detalhando os achados online na revista Astrophysical Journal. "É duas a três vezes maior do que esperávamos, tendo em conta que é uma supernova que explodiu há quase 2000 anos atrás. Agora, fomos capazes de finalmente descobrir a causa." Uma nova imagem da supernova, conhecida como RCW 86, foi colocada online.

Esta imagem combina dados do quatro diferentes telescópios para criar uma imagem em múltiplos comprimentos de onda de tudo o que resta do exemplo documentado mais antigo de uma supernova, denominada RCW 86.
Crédito: NASA/ESA/JPL-Caltech/UCLA/CXC/SAO
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Imagens infravermelhas do Telescópio Spitzer da NASA e do WISE, combinadas nesta composição de RCW 86, os restos do exemplo documentado mais antigo de uma supernova.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA
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No ano 185, astrónomos chineses observaram uma "estrela hóspede" que misteriosamente apareceu no céu e permaneceu visível durante aproximadamente 8 meses. Na década de 60 do século passado, os cientistas determinaram que o misterioso objecto foi a primeira supernova documentada. Mais tarde, calcularam que a supernova RCW 86 estava localizada a cerca de 8000 anos-luz de distância. Mas um mistério persistia. Os restos esféricos da estrela são maiores do que se esperava. Se pudessem ser observados no céu, hoje, no infravermelho, teriam um tamanho relativo superior à da Lua Cheia.

A solução chegou através de novas observações infravermelhas obtidas com o Spitzer e com o WISE, e dados anteriores do Observatório Chandra e do Observatório XMM-Newton da ESA.

Os achados revelam que o evento é uma supernova do "Tipo Ia", criada pela relativamente pacífica morte de uma estrela como o nosso Sol, que depois encolheu até formar uma estrela densa a que chamamos de anã branca. Pensa-se que a anã branca tenha posteriormente explodido após ter roubado matéria, ou combustível, de uma estrela vizinha.

"As anãs brancas são como uma espécie de cinza após um incêndio," afirma Williams. "Se lhe deitamos gasolina, explode."

As observações também mostram, pela primeira vez, que uma anã branca pode criar uma cavidade à sua volta antes de explodir num evento Tipo Ia. A cavidade explica o porquê dos restos de RCW 86 serem tão grandes. Quando a explosão ocorreu, o material expelido viajou sem impedimentos do gás e poeira e espalhou-se rapidamente.

O Spitzer e o WISE permitiram com que a equipa medisse a temperatura da poeira que constitui o resto de RCW 86 a -200º C. Calcularam então a quantidade suficiente de gás, presente dentro do resto, para aquecer a poeira àquela temperatura. Os resultados apontam para um ambiente de baixa-densidade durante grande parte da vida do resto, essencialmente uma cavidade.

Os cientistas inicialmente suspeitavam que RCW 86 era o resultado do colapso do núcleo de uma supernova, o mais poderoso tipo de explosão estelar. Tinham já visto evidências de uma cavidade em torno do resto da explosão e, nessa altura, tais cavidades estavam apenas associadas com o colapso do núcleo da supernova. Nesses eventos, as estrelas massivas libertam material antes de explodirem, esculpindo buracos à sua volta.
Mas outras evidências iam contra o colapso nuclear da supernova. Dados em raios-X obtidos pelo Chandra e pelo XMM-Newton indicavam que o objecto consistia de grandes quantidades de ferro, um sinal tantalizante de uma explosão do Tipo Ia. Em conjunto com observações infravermelhas, foi pintado um quadro da explosão do Tipo Ia e da cavidade.

"Os astrónomos modernos desvendaram um segredo de um mistério com dois milénios, para apenas revelar outro," afirma Bill Danchi, cientista dos programas Spitzer e WISE na sede da NASA em Washington. "Agora, com observações múltiplas que fazem crescer o nosso conhecimento do espaço, podemos apreciar a espectacular física por trás desta morte estelar, e ainda ficar espantados com o Cosmos tal como os astrónomos da Antiguidade."

Fonte: PHYSORG.com