Este famoso remanescente de supernova esconde um segredo
Quando estrelas massivas chegam ao fim das suas vidas e explodem numa supernova, podem deixar para trás enormes estruturas no espaço chamadas remanescentes de supernova. Estes são frequentemente os alvos favoritos dos astrónomos devido às suas formas bonitas e distintas. Eles incluem o famoso remanescente SN 1987A que foi fotografado pelo Telescópio Espacial James Webb no ano passado. Agora, os astrónomos que usaram o Webb observaram mais de perto este remanescente e encontraram algo especial no seu interior.
A supernova SN 1987A foi observada pela primeira vez em 1987 (daí o seu nome) e era brilhante o suficiente para ser vista a olho nu, o que a torna extremamente recente para os padrões astronômicos. As estrelas vivem durante milhões ou mesmo milhares de milhões de anos, por isso observar uma delas a chegar ao fim da sua vida em tempo real é um verdadeiro deleite científico. Quando esta estrela morreu, criou uma espécie de supernova chamada colapso do núcleo, ou Tipo II, em que o coração da estrela fica sem combustível, causando o seu colapso repentino e violento. Este colapso é tão severo que o material ricocheteia e é lançado numa explosão que viaja até um quarto da velocidade da luz.
Teoriza-se que este processo deixe para trás um núcleo pequeno e extremamente denso que seria uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Esta teoria é amplamente aceite, mas os cientistas nunca observaram que isto realmente acontecesse após uma supernova – até agora. Quando os investigadores voltaram os instrumentos de Webb para SN 1987a, viram evidências de uma estrela de neutrões aninhada no coração do remanescente.
“A partir de modelos teóricos de SN 1987A, a explosão de neutrinos de 10 segundos observada pouco antes da supernova implicava que uma estrela de nêutrons ou buraco negro foi formada na explosão. Mas não observámos qualquer assinatura convincente de um objeto recém-nascido em qualquer explosão de supernova”, explicou o investigador principal Claes Fransson, da Universidade de Estocolmo, num comunicado . “Com este observatório, encontrámos agora evidências diretas da emissão desencadeada pelo objeto compacto recém-nascido, muito provavelmente uma estrela de neutrões.”
Foram necessários mais de 30 anos de observação do remanescente para conseguir detectar estas indicações de uma estrela de neutrões porque as observações exigiam instrumentos extremamente sensíveis. O remanescente foi um dos primeiros objetos observados por Webb quando iniciou as operações científicas em julho de 2022, que incluíram o uso de seu Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI). O MIRI possui um modo particular chamado Espectrógrafo de Média Resolução (MRS), que permite ver o argônio ionizado e outros elementos ionizados criados por fotos de energia muito alta.
“Para criar esses íons que observamos no material ejetado, ficou claro que deveria haver uma fonte de radiação de alta energia no centro do remanescente SN 1987A”, explicou Fransson. “No artigo, discutimos diferentes possibilidades, descobrindo que apenas alguns cenários são prováveis, e todos eles envolvem uma estrela de nêutrons recém-nascida.”
Ao combinar as evidências do MIRI com indicações semelhantes do instrumento Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec), os pesquisadores têm a primeira evidência direta de uma estrela de nêutrons se formando a partir de uma supernova de colapso do núcleo, trazendo-nos um passo mais perto de compreender os dramáticos ciclos de vida de estrelas.
A pesquisa é publicada na revista Science .
