Supernova histórica explodiu na forma de um dente-de-leão

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/10/2024

Reconstrução dos remanescentes da supernova testemunhada da Terra no ano de 1181. Filamentos incomuns de enxofre se projetam além de uma concha empoeirada de material ejetado.
[Imagem: W.M. Keck Observatory/Adam Makarenko]

Supernova dente-de-leão

Astrônomos descobriram que uma das raras explosões de estrelas testemunhadas pela humanidade gerou uma formação que se parece com um dente-de-leão.

No ano de 1181, surgiu uma nova estrela perto da constelação de Cassiopeia, que brilhou por seis meses e então desapareceu. Este evento, registrado como uma "estrela convidada" por observadores chineses e japoneses há quase um milênio, intrigou os astrônomos por séculos - até pouco mais de uma década atrás.

Aquela foi uma das poucas supernovas a serem documentadas antes da invenção dos telescópios. E, mesmo depois disso, ela permaneceu "órfã", o que significa que ninguém conseguiu detectar qualquer rastro dela, ou seja, nenhum dos corpos celestes visíveis hoje poderia ser atribuído a ela.

Foi só em 2013 que a astrônoma amadora Dana Patchick fechou essa lacuna ao examinar imagens de arquivo do telescópio WISE, como parte de um projeto de ciência cidadã. Os restos da explosão da supernova, hoje conhecida por SN 1181, foram então finalmente catalogados, atribuídos à nebulosa Pa 30.

Esta descoberta permitiu então que os astrônomos se debruçassem sobre o evento, observando os remanescentes da explosão com uma vantagem crucial: Como sabemos exatamente a idade da explosão, podemos medir não apenas seu alcance, mas sobretudo a força da explosão e a velocidade com que os detritos voaram espaço afora.

Imagens do "dente-de-leão" cósmico coletados pela equipe.
[Imagem: Tim Cunningham et al. - 10.3847/2041-8213/ad713b]

Estrela zumbi emitindo filamentos

A primeira surpresa veio com a descoberta de que a nebulosa Pa 30 não é um remanescente típico de uma supernova: Há uma "estrela zumbi" sobrevivente em seu centro, um remanescente dentro do remanescente.

Acredita-se que a supernova de 1181 tenha ocorrido quando uma explosão termonuclear foi desencadeada em uma estrela densa e morta chamada anã branca. Normalmente, a anã branca seria completamente destruída nesse tipo de explosão, mas, neste caso, parte da estrela sobreviveu, deixando para trás uma espécie de "estrela zumbi". Este tipo de explosão parcial é chamado de supernova Tipo Iax.

Ainda mais intrigante, Tim Cunningham e seus colegas de várias instituições descobriram filamentos estranhos emanando dessa estrela zumbi, lembrando as pétalas de uma flor de dente-de-leão.

Ao usar um espectrógrafo, os astrônomos conseguiram detectar as porções mais esparsas e mais frias dos remanescentes da explosão, o que permitiu medir o movimento da matéria após a explosão estelar, criando algo como um filme 3D da supernova.

E, em vez de documentar apenas uma imagem parecida com fogos de artifício, comumente vista nas observações de supernovas, o que se vê no caso da SN 1181 é uma série de filamentos viajando balisticamente, a aproximadamente 1.000 quilômetros por segundo. "Isso significa que o material ejetado não foi desacelerado ou acelerado desde a explosão. Assim, a partir das velocidades medidas, olhar para trás no tempo nos permitiu localizar a explosão quase exatamente no ano de 1181," relatou Cunningham.

Outra visualização, mostrando detalhes do material mais concentrado perto da estrela zumbi.
[Imagem: W.M. Keck Observatory/Adam Makarenko]

Explosão assimétrica

Além dos filamentos em forma de dente-de-leão e sua expansão balística, o formato geral da supernova é muito incomum.

A equipe conseguiu demonstrar que o material dentro dos filamentos sendo ejetado para longe do local da explosão é muito assimétrico, sendo que essa assimetria só pode ter decorrido da própria explosão inicial - não sabemos porque uma estrela explodiria dessa forma.

Além disso, os filamentos parecem ter uma borda interna afiada, mostrando uma "lacuna" interna ao redor da estrela zumbi. "Nossa primeira caracterização 3D detalhada da velocidade e da estrutura espacial de um remanescente de supernova nos diz muito sobre um evento cósmico único que nossos ancestrais observaram séculos atrás. Mas também levanta novas questões e define novos desafios para os astrônomos enfrentarem a seguir," concluiu a professora Ilaria Caiazzo, membro da equipe.

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