Como uma supernova produz poeira cósmica

Com informações do ESO - 09/07/2014

Esta impressão artística mostra a poeira se formando em torno de uma explosão de supernova.
[Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Poeira cósmica

Um grupo de astrônomos observou em tempo real a formação de poeira estelar, logo após a explosão de uma supernova.

Pela primeira vez, eles constataram que estas fábricas de poeira cósmica produzem seus grãos de pó em um processo de duas fases, que começa pouco depois da explosão, mas se estende bastante tempo depois.

A equipe utilizou o Very Large Telescope (VLT) do ESO no norte do Chile para analisar a luz emitida pela supernova SN 2010jl à medida que ela se desvanecia.

A origem da poeira cósmica nas galáxias é ainda um mistério. Ela consiste de grãos de silicatos e carbono amorfo - minerais que são também abundantes na Terra.

A fuligem do pavio de uma vela é muito semelhante à poeira cósmica de carbono, embora o tamanho dos grãos de fuligem seja dez ou mais vezes maior que o tamanho típico dos grãos cósmicos.

Os astrônomos desconfiam que as supernovas sejam uma fonte importante dessa poeira, mas ainda não está claro como e onde estes grãos de poeira se condensam e crescem. Também não está claro como é que os grãos de poeira resistem à destruição no ambiente inóspito de uma galáxia formando estrelas.

As novas observações ajudam a esclarecer um pouco deste mistério.

Poeira mais grossa do que se pensava

Os astrônomos usaram o espectrógrafo X-shooter para observar a supernova SN 2010jl nove vezes nos meses que se seguiram à explosão e uma décima vez dois anos e meio depois da explosão, nos comprimentos de onda do visível e no infravermelho.

"Combinando dados dos nove conjuntos anteriores de observações pudemos fazer as primeiras medições diretas de como a poeira em torno da supernova absorve as diferentes cores da luz," disse Christa Gall, da Universidade de Aarhus, na Dinamarca. "Isto permitiu caracterizarmos a poeira com mais detalhe do que tinha sido possível até agora".

Os dados se mostraram mais detalhados do que os recentemente anunciados sobre a supernova SN 1987A e que já haviam indicado que as supernovas podem ser a fonte de poeira que empalidece as galáxias.

Os grãos de poeira cósmica que têm um diâmetro maior do que um milésimo de milímetro (0,001 milímetro) formaram-se rapidamente no material denso que rodeia a estrela.

Embora ainda minúsculos, este tamanho é, no entanto, grande para um grão de poeira cósmica, tornando-os assim mais resistentes a processos destrutivos. Isso responde à pergunta sobre como eles sobrevivem naquele ambiente: os grãos são maiores do que o esperado.

Muito a saber

"A nossa detecção de grãos com um tamanho considerável pouco depois da explosão da supernova significa que deve haver uma maneira rápida e eficiente de os criar," disse Jens Hjorth, da Universidade de Copenhague, na Dinamarca. "Mas, na realidade, não sabemos exatamente como é que isto acontece".

Um cenário provável é que, à medida que a onda de choque da supernova se expande para o exterior, ela cria uma concha fria e densa de gás, exatamente o tipo de ambiente onde os grãos de poeira se podem formar e crescer.

Numa segunda fase - depois de várias centenas de dias - ocorre um processo acelerado de formação da poeira que envolve material ejetado pela supernova.

Se a produção de poeira na SN 2010jl continuar a seguir a tendência observada, 25 anos depois da supernova explodir a massa total de poeira será cerca de metade da massa do Sol; ou seja, semelhante à massa de poeira observada em outras supernovas, como a SN 1987A.

"Anteriormente tínhamos dois fatos bastante discrepantes: os astrônomos observavam bastante poeira nos restos de supernova deixados depois das explosões mas, por outro lado, encontravam apenas evidências da formação de pequenas quantidades de poeira nestas explosões. Estas novas observações explicam como é que esta aparente contradição pode ser resolvida", conclui Christa Gall.

Supernova SN 2010jl

A supernova SN 2010jl, de brilho incomum, resultou da morte de uma estrela massiva, que explodiu na pequena galáxia UGC 5189A, observada pela primeira vez em 2010.

Ela está classificada como uma supernova do Tipo IIn, que resultam da explosão violenta de uma estrela massiva, com pelo menos oito vezes a massa do Sol.

O "n" - do Tipo IIn - significa estreito (narrow em inglês), descrevendo supernovas que apresentam linhas estreitas de hidrogênio no seu espectro. Estas linhas resultam da interação entre o material ejetado pela supernova e o material que já se encontrava rodeando a estrela.

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