Tecnologia Científica

A forma das explosões de estrelas
Novo instrumento de polarização no Observatório Palomar oferece os primeiros resultados
Por Whitney Clavin - 13/03/2021


Cortesia

Quando estrelas massivas terminam suas vidas em explosões de fogo chamadas supernovas, suas cinzas voam para fora para formar nuvens em expansão de detritos. Embora essas nuvens possam parecer quase esféricas, os astrônomos pensam que as explosões de estrelas são, na verdade, eventos desequilibrados nos quais diferentes quantidades de material são lançadas em direções diferentes.

Agora, os astrônomos têm uma nova ferramenta para entender melhor as formas assimétricas das explosões de supernovas e, portanto, como as estrelas explodem em primeiro lugar. Um instrumento chamado "WIRC + Pol", localizado no telescópio Hale de 200 polegadas da Caltech no Observatório Palomar, apresentou seus primeiros resultados científicos, que mostram que uma supernova chamada SN 2018hna explodiu em uma forma mais parecida com uma elipse do que uma esfera, semelhante a o bem estudado remanescente de supernova chamado SN 1987A .

"Acreditamos que todas as supernovas explodem assimetricamente, mas precisamos de um instrumento como este para confirmar essa teoria e nos ensinar mais sobre como as estrelas explodem, bem como os ambientes em que explodem", diz Samaporn (Kaew) Tinyanont (MS '17, PhD '20), autor principal de um novo estudo relatando as descobertas na revista Nature Astronomy . Tinyanont ajudou a comissionar o instrumento WIRC + Pol como parte de sua tese de doutorado. Seus conselheiros foram os professores de astronomia da Caltech Mansi Kasliwal (MS '07, PhD '11) e Dimitri Mawet ; Mawet também é afiliado ao JPL, que é administrado pela Caltech para a NASA.

WIRC + Pol, que foi projetado para estudar anãs marrons e supernovas, é uma adaptação de um instrumento anterior que operava em Palomar chamado Wide-Field Infrared Camera. Com essas modificações, o WIRC + Pol agora tem a capacidade de capturar espectros de luz polarizada, daí seu nome. Quando a luz de uma explosão de supernova se espalha pelas nuvens de detritos da supernova, essa luz pode se tornar polarizada, o que significa que algumas das ondas de luz ficam orientadas na mesma direção. Quanto mais assimétrica for a explosão, mais a luz será polarizada. Assim, o grau de polarização da luz, medido da Terra, pode ser usado para determinar a forma da explosão.

O WIRC + Pol emprega uma folha fina de polímero de cristal líquido chamada grade de polarização para dividir a luz infravermelha de um objeto em diferentes sinais de polarização. A luz infravermelha funciona melhor do que a luz óptica em instrumentos de polarização porque a luz infravermelha não é bloqueada pela poeira que causa assinaturas de polarização contaminantes. Os feixes de luz infravermelha com diferentes sinais de polarização são simultaneamente divididos em diferentes comprimentos de onda para criar os espectros. A eficiência da nova grade de polarização é muito maior em comparação com as grades tradicionais usadas anteriormente. O WIRC + Pol é o primeiro instrumento que emprega uma grade de polarização em um grande telescópio, e o primeiro com sensibilidade para observar supernovas.

"A grande maioria das supernovas que não estão em nossa Via Láctea e nas Nuvens de Magalhães próximas estão tão distantes que aparecem como um ponto em nossas imagens, mesmo com os telescópios de maior poder. A polarização nos permite inferir a forma dessas supernovas. "

O estudo, intitulado "Detecção espectroplarimétrica infravermelha de polarização intrínseca de uma supernova de colapso do núcleo", foi financiado pelo Monte. Cuba Astronomical Foundation, Caltech e a National Science Foundation. Outros autores incluem Kasliwal, Mawet, Maxwell Millar-Blanchaer, Douglas Leonard, Mattia Bulla, Kishalay De (MS '18), Nemanja Jovanovic, Matthew Hankins, Guatam Vasisht (PhD '96) e Eugene Serabyn.

 

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