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O alvorecer de uma nova era para a Supernova 1987A

Esta imagem do Telescópio Espacial Hubble mostra a Supernova 1987A no interior da Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da nossa Via Láctea.
Crédito: NASA, ESA, R. Kirshner (Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica e Fundação Gordon e Betty Moore), e M. Mutchler e R. Avila (STScI)

Há três décadas, os astrônomos avistaram uma das explosões estelares mais brilhantes em mais de 400 anos. A supernova titânica, chamada Supernova 1987A (SN 1987A), brilhou com o poder de 100 milhões de sóis durante vários meses após a sua descoberta no dia 23 de fevereiro de 1987.

Desde esse primeiro avistamento que SN 1987A tem continuado a fascinar os astrônomos com o seu espetacular show de luz. Localizado na vizinha Grande Nuvem de Magalhães, é a explosão de supernova mais próxima dos últimos séculos e a melhor oportunidade dos astrônomos estudarem as fases antes, durante e depois da morte de uma estrela.

Para comemorar o 30.º aniversário de SN 1987A, foram divulgadas novas imagens, filmes em "time-lapse", uma animação baseada em dados do trabalho liderado por Salvatore Orlando do INAF - Observatório Astronômico de Palermo, Itália, e um modelo tridimensional. Combinando dados do Telescópio Espacial Hubble e do Observatório de raios-X Chandra da NASA, bem como do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), os astrônomos - e o público - podem explorar SN 1987A como nunca antes.



O Hubble observa SN 1987A repetidamente desde 1990, acumulando centenas de imagens, e o Chandra começou a observar SN 1987A pouco depois do seu lançamento em 1999. O ALMA, uma poderosa rede de 66 antenas, tem recolhido dados milimétricos e submilimétricos de alta resolução desde o seu início.

"Os 30 anos de observações de SN 1987A são importantes porque fornecem uma visão sobre os últimos estágios da evolução estelar," afirma Robert Kirschner do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, no estado norte-americano de Massachusetts, e da Fundação Gordon Betty Moore em Palto Alto, Califórnia.

Os dados mais recentes destes poderosos telescópios indicam que SN 1987A passou um limiar importante. A onda de choque da supernova está a mover-se para lá do anel denso de gás produzido no final da vida da estrela, pré-supernova, quando um fluxo rápido ou vento da estrela colidiu com um vento mais lento produzido pela anterior fase de gigante vermelha da evolução estelar. O que está para lá do anel é, de momento, pouco conhecido, e depende dos detalhes da evolução da estrela quando esta era uma gigante vermelha.



"Os detalhes desta transição darão aos astrônomos uma melhor compreensão da vida da estrela condenada e como esta terminou," comenta Kari Frank da Universidade Penn State, que liderou o estudo mais recente de SN 1987A pelo Chandra.

As supernovas como SN 1987A podem agitar o gás circundante e despoletar a formação de novas estrelas e planetas. O gás a partir do qual estas estrelas e planetas se formam será enriquecido com elementos como carbono, azoto, oxigênio e ferro, que são os componentes básicos de toda a vida conhecida. Estes elementos são forjados dentro da estrela pré-supernova e durante a própria explosão de supernova, sendo então dispersados para a sua galáxia-mãe pelo remanescente de supernova em expansão. A continuação dos estudos de SN 1987A deverá fornecer uma visão única dos estágios iniciais desta dispersão.

Alguns destaques dos estudos que envolvem estes telescópios incluem:

Os estudos do Hubble revelaram que o anel denso de gás em redor da supernova brilha no ótico e tem um diâmetro de aproximadamente um ano-luz. O anel já existia há pelo menos 20.000 anos antes da explosão da estrela. Um flash de radiação ultravioleta, oriunda da explosão, energizou o gás no anel, fazendo-o brilhar durante décadas.
A estrutura central visível dentro do anel, na imagem do Hubble, cresceu agora até aproximadamente meio ano-luz em diâmetro. Mais notáveis são duas bolhas de detritos no centro do remanescente de supernova que se afastam uma da outra a cerca de 32 milhões de quilômetros por hora.
Desde 1999 e até 2013, os dados do Chandra mostraram um anel em expansão de emissão de raios-X que ficou cada vez mais brilhante. A onda de choque da explosão original passou através desse anel de gás que rodeia a supernova e aqueceu-o, produzindo emissão de raios-X.
Nos últimos anos, o anel parou de ficar mais brilhante em raios-X. Desde meados de fevereiro de 2013 até à última observação do Chandra, analisada em setembro de 2015, a quantidade total de raios-X de baixa energia permaneceu constante. Além disso, a parte inferior esquerda do anel começou a desaparecer. Estas mudanças fornecem evidências de que a onda de choque da explosão se moveu para lá do anel para uma região com gás menos denso. Isto representa o fim de uma era para SN 1987A.
A partir de 2012, os astrônomos usaram o ALMA para observar os restos incandescentes da supernova, estudando como o remanescente está, de facto, a forjar grandes quantidades de poeira nova a partir dos novos elementos fabricados na estrela progenitora. Uma porção desta poeira entrará no espaço interestelar e poderá tornar-se nos blocos de construção de estrelas e planetas noutros sistemas vindouros.
Estas observações também sugerem que a poeira no início do Universo provavelmente se formou a partir de explosões de supernova semelhantes.
Os astrônomos estão ainda à procura de evidências de um buraco negro ou de uma estrela de neutrões deixada para trás pela explosão. Eles observaram um flash de neutrinos da estrela assim que ela entrou em erupção. Essa detecção torna os astrônomos bastante seguros de que um objeto compacto se formou no centro da estrela colapsada - ou uma estrela de neutrões ou um buraco negro - mas nenhum telescópio descobriu, até à data, qualquer evidência de um ou de outro.




Esta visualização científica, usando dados de uma simulação de computador, mostra SN 1987A, desde 1987 até hoje.
Crédito: NASA, ESA e F. Summers e G. Bacon (STScI); simulação - S. Orlando (INAF - Observatório Astronômico de Palermo)


Estas imagens, obtidas entre 1994 e 2016 pelo Telescópio Espacial Hubble, contam a história do aumento de brilho do anel de gás em redor da estrela que explodiu.
Crédito: NASA, ESA, R. Kirshner (Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica e Fundação Gordon e Betty Moore), e P. Challis (Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica)


Os astrônomos combinaram observações de três diferentes observatórios para produzir esta imagem colorida e em vários comprimentos de onda dos remanescentes detalhadas de SN 1987A.
Crédito: NASA, ESA, e A. Angelich (NRAO/AUI/NSF); Hubble - NASA, ESA, R. Kirshner (Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica e Fundação Gordon e Betty Moore); Chandra - NASA/CXC/Penn State/K. Frank et al.; ALMA - ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) e R. Indebetouw (NRAO/AUI/NSF)

FONTE: http://www.ccvalg.pt

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