Tecnologia Científica

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 .
Por Instituto de Tecnologia da Califórnia - 11/01/2022


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 naªutrons”, 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.
 
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 princa­pio”, 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 magnetar”, 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 normais”.

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 Explosions”, foi submetido ao Astrophysical Journal .

 

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