Astra´nomos encontram explosão de supernova mais luminosa para brilhar em raios-X
O que estãopor trás dessas explosaµes estelares incomuns? Novas evidaªncias apontam para buracos negros ativos ou estrelas de naªutrons .
Obra comparando uma supernova normal a uma supernova parecida com uma vaca. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Outro membro da nova classe "Cow" de explosaµes de supernovas foi descoberto - o mais brilhante visto em raios-X atéhoje. O novo evento, apelidado de AT2020mrf, éapenas o quinto encontrado atéagora pertencente a classe Cow de supernovas. O grupo recebeu o nome da primeira supernova encontrada nesta classe, AT2018cow, cujo nome gerado aleatoriamente acabou por soletrar a palavra "vaca".
O que estãopor trás dessas explosaµes estelares incomuns? Novas evidaªncias apontam para buracos negros ativos ou estrelas de naªutrons .
Quando uma estrela massiva explode, ela deixa para trás um buraco negro ou um remanescente estelar morto chamado estrela de naªutrons. Normalmente, esses remanescentes estelares são relativamente inativos e envoltos pelo material ejetado na explosão. Mas de acordo com Yuhan Yao (MS '20), um estudante de pós-graduação da Caltech, eventos semelhantes a vacas tem em seus núcleos objetos compactos muito ativos e principalmente expostos que emitem emissão de raios-X de alta energia. Yao apresentou as novas descobertas virtualmente na 239ª reunia£o da American Astronomical Society.
“Podemos ver o coração dessas explosaµes para testemunhar diretamente o nascimento de buracos negros e estrelas de naªutronsâ€, diz ela, observando que as supernovas não são encobertas por material.
O primeiro evento Cow, AT2018cow, chocou os astrônomos quando foi descoberto em 2018: a explosão estelar foi 10 vezes mais brilhante na luz visível do que as supernovas tipicas e desapareceu mais rapidamente. Tambanãm emitiu uma grande quantidade de raios-X altamente varia¡veis, levando os astrônomos a acreditar que estavam testemunhando diretamente o nascimento de um buraco negro ou estrela de naªutrons pela primeira vez.
Outro fator diferenciador das Vacas éque elas desprendem montes de massa antes de explodirem, e essa massa fica iluminada mais tarde, após a explosão. Quando as estrelas explodem, elas geram ondas de choque que supostamente atravessam o material pré-existente, fazendo com que brilhem em ra¡dio e luz de comprimento de onda milimanãtrico.
AT2020mrf éo primeiro a ser encontrado inicialmente em raios-X em vez de luz a³ptica. Yao e seus colegas detectaram o evento em julho de 2020 usando dados de raios-X do telesca³pio russo-alema£o Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG). Eles verificaram observações feitas em luz a³tica pela Zwicky Transient Facility (ZTF), que opera a partir do Observatório Palomar da Caltech, e descobriram que a ZTF também detectou o evento.
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Os dados do SRG revelaram que essa explosão inicialmente brilhou com 20 vezes mais luz de raios X do que o evento Cow original. Dados capturados um ano depois pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA mostraram que a explosão não apenas ainda estava escaldante, mas brilhava com 200 vezes mais luz de raios-X do que a detectada no evento Cow original em um período de tempo semelhante.
“Quando vi os dados do Chandra, não acreditei na análise a princapioâ€, diz Yao. "Eu repassei a análise várias vezes. Esta éa supernova Cow mais brilhante vista atéhoje em raios-X."
A localização do AT2020mrf évista aqui em imagens do telesca³pio de raios-X eROSITA.
O painel direito mostra a detecção de uma nova fonte entre 21 e 24 de julho de 2020.
O painel esquerdo mostra que a fonte não estava la¡ seis meses antes.
Crédito: Pavel Medvedev, SRG/eROSITA
Os astrônomos dizem que um "motor central" dentro dos detritos da supernova deve estar alimentando a intensa e contanua radiação de raios-X.
“A grande quantidade de liberação de energia e a rápida variabilidade de raios-X observadas no AT2020mrf fornecem fortes evidaªncias de que a natureza do motor central éum buraco negro muito ativo ou uma estrela de naªutrons em rápida rotação chamada magnetarâ€, diz Yao. “Em eventos do tipo Cow, ainda não sabemos por que o motor central étão ativo, mas provavelmente tem algo a ver com o tipo de estrela progenitora ser diferente das explosaµes normaisâ€.
Como esse evento não se parecia exatamente com os outros quatro eventos semelhantes a vacas, Yao diz que essa nova classe de supernovas émais diversificada do que se pensava originalmente. "Encontrar mais membros dessa classe nos ajudara¡ a identificar a fonte de seu poder", diz ela.
O estudo, intitulado “The X-ray and Radio Loud Fast Blue Optical Transient AT2020mrf: Implications for an Emerging Class of Engine-Driven Massive Star Explosionsâ€, foi submetido ao Astrophysical Journal .