Estudando a fundo a morte de uma estrela

Usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, os cientistas criaram uma impressionante imagem de uma das mais novas remanescentes de supernovas conhecidas na galáxia. Essa visão dos detritos de estrela que explodiu ajuda os astrônomos a resolverem um mistério de longa data, com implicações para o entendimento de como a vida das estrelas pode terminar de forma catastrófica e calibrando a expansão do universo. Há mais de 400 anos atrás, os observadores do céu – incluindo o famoso astrônomo Johannes Kepler – notaram um novo objeto brilhante no céu noturno. Como o telescópio ainda não tinha sido inventado, somente o olho nu pôde ser usado para observar como uma nova estrela que era inicialmente mais brilhante que Júpiter se apagou dentro de semanas. As últimas imagens do Chandra marcam uma nova fase no entendimento do objeto agora conhecido como remanescente de supernova de Kepler. Combinando nove dias de observações com o Chandra, os astrônomos geraram uma imagem de raios-X com detalhes sem precedentes de uma das supernovas mais brilhantes registradas na Via Láctea. A explosão da estrela que criou a remanescente de Kepler ejetou seu material estelar no espaço, esquentando os gases a trilhões de graus e gerando partículas altamente energizadas. Uma quantidade abundante de luz em raios-X como aquelas que são emitidas por muitas remanescentes de supernovas foi produzida. Os astrônomos estudaram a Kepler intensamente por mais de três décadas com ondas de rádio, luz óptica e raios-X, mas a sua origem ainda é um quebra-cabeça sem solução. Por um lado a presença de grandes quantidades de ferro e a ausência de uma estrela de nêutrons detectável aponta para que ela seja uma supernova do Tipo Ia. Esses eventos acontecem quando uma estrela anã branca arranca material de uma estrela companheira até que a anã branca se torne instável e seja destruída por uma explosão termonuclear. Por outro lado, quando observada na luz visível, a remanescente de supernova parece estar se expandindo dentro de um material mais denso que é rico em nitrogênio. Isso sugere que a Kepler pertença a um tipo diferente de supernova, supernova do Tipo II, que é criada pelo colapso de uma única estrela massiva que derrama material antes de explodir. As supernovas do Tipo Ia não têm normalmente material ao seu redor. Uma equipe de astrônomos, liderada por Stephen Reynolds da North Carolina State University em Raleigh, N.C, foi capaz de usar os dados do Chandra para tentar resolver esse mistério. Comparando a quantidade relativa de oxigênio e ferro na supernova, os cientistas foram capazes de determinar que a Kepler resultou de uma supernova do Tipo Ia. Resolvendo o mistério da identidade da Kepler, Reynolds e sua equipe também deram uma explicação para o denso material encontrado na remanescente. A Kepler poderia ser o exemplo mais próximo de raro tipo de explosão do Tipo Ia, que ocorre em progenitoras mais massivas somente 100 milhões de anos depois da estrela ter se formado. Se esse é o caso, a Kepler poderia ensinar aos astrônomos mais sobre todas as supernovas do Tipo Ia e as maneiras pelas quais as explosões de estrelas massivas diferem das suas primas mais comuns associadas com estrelas de pouca massa. Essa informação é essencial para melhorar a confiabilidade de usar as estrelas Tipo Ia como padrões para estudos cosmológicos, principalmente aqueles relacionados com a energia escura bem como para entender o seu papel como fonte da maior parte do ferro presente no universo. Na imagem da Kepler feita pelo Chandra, a cor vermelha representa a baixa energia de raios-X e mostra o material ao redor da estrela – dominado por oxigênio – que foi aquecido por uma onda de choque gerada na explosão da estrela. A cor amarela mostra a energia de raios-X um pouco superior, a maior parte de ferro formado na supernova, enquanto que a cor verde (energias de raios-X média) mostra outros elementos da estrela que explodiu. A cor azul representa os raios-X de mais alta energia e mostra também a frente de choque gerada pela explosão.

Créditos: Space Fellowship