Uma supernova histórica, documentada por astrónomos chineses e japoneses em 1181, esteve perdida durante séculos – até muito recentemente. Agora, revela os seus segredos.
O remanescente desta supernova, recentemente encontrado, apresenta algumas características impressionantes — que estão a intrigar os astrónomos.
Uma equipa liderada por Tim Cunningham, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, e por Ilaria Caiazzo, professora assistente do ISTA (Institute of Science and Technology Austria), fornece o primeiro estudo detalhado da estrutura da supernova e da sua velocidade de expansão em 3D.
O estudo foi agora publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.
Em 1181, uma nova estrela brilhou perto da constelação de Cassiopeia durante seis meses antes de desaparecer. Este acontecimento, registado como uma “estrela convidada” por observadores chineses e japoneses há quase um milénio, intrigou os astrónomos durante séculos.
É uma das poucas supernovas que foram documentadas antes da invenção dos telescópios. Além disso, foi a que permaneceu mais tempo “órfã”, o que significa que nenhum dos objetos celestes hoje visíveis lhe podia ser atribuído.
Atualmente conhecida como supernova SN 1181, o seu remanescente só foi localizado em 2021 na nebulosa Pa 30, descoberta em 2013 pelo astrónomo amador Dana Patchick enquanto examinava um arquivo de imagens do telescópio WISE no âmbito de um projeto de ciência cidadã.
Mas esta nebulosa não é um típico remanescente de supernova. De facto, os astrónomos ficaram intrigados ao encontrar uma “estrela zombie” sobrevivente no seu centro, um remanescente dentro do remanescente.
Pensa-se que SN 1181 tenha ocorrido quando uma explosão termonuclear foi desencadeada numa estrela densa e morta chamada anã branca. Normalmente, a anã branca seria completamente destruída neste tipo de explosão, mas neste caso, parte da estrela sobreviveu, deixando para trás uma espécie de “estrela zombie“.
A este tipo de explosão parcial chama-se uma supernova do Tipo Iax. Mais intrigante ainda é o facto de desta estrela zombie saírem estranhos filamentos, semelhantes às pétalas de uma flor de dente-de-leão.
Agora, a professora assistente do ISTA, Ilaria Caiazzo, e o autor principal Tim Cunningham, bolseiro Hubble da NASA no Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, obtiveram uma visão detalhada e sem precedentes destes estranhos filamentos.
Um modelo 3D de uma explosão em expansão balística
A equipa de Cunningham e Caiazzo pôde estudar em pormenor este estranho remanescente de supernova graças ao KCWI (Keck Cosmic Web Imager) do Caltech.
O KCWI é um espetrógrafo situado a 4000 metros de altitude no Observatório W. M. Keck, no Hawaii, perto do cume do vulcão Mauna Kea, o pico mais alto da ilha.
Como o seu nome indica, o KCWI foi concebido para detetar algumas das fontes de luz mais ténues e escuras do Universo, coletivamente designadas por “teia cósmica”.
Além disso, o KCWI é tão sensível e inteligentemente concebido que consegue captar informação espetral para cada pixel de uma imagem. Pode também medir o movimento da matéria numa explosão estelar, criando algo como um filme 3D de uma supernova.
O KCWI fá-lo examinando a forma como a luz se desloca quando se aproxima ou se afasta de nós, um processo físico semelhante ao conhecido efeito Doppler que conhecemos das sirenes que mudam de tom quando uma ambulância passa por nós.
Assim, em vez de verem apenas a típica imagem estática de um espetáculo de fogo de artifício comum às observações de supernovas, os investigadores puderam criar um mapa 3D detalhado da nebulosa e dos seus estranhos filamentos.
Além disso, puderam mostrar que o material nos filamentos viajava balisticamente a cerca de 1000 quilómetros por segundo.
“Isto significa que o material ejetado não foi abrandado, nem acelerado, desde a explosão”, diz Cunningham. “Assim, a partir das velocidades medidas, olhar para trás no tempo permitiu-nos localizar a explosão quase exatamente no ano 1181”.
Evidências de uma assimetria invulgar
Para além dos filamentos em forma de dente-de-leão e da sua expansão balística, a forma geral da supernova é muito invulgar.
A equipa conseguiu demonstrar que a ejeta – o material dentro dos filamentos que é ejetado para longe do local da explosão – é invulgarmente assimétrica. Isto sugere que a assimetria tem origem na própria explosão inicial.
Além disso, os filamentos parecem ter uma orla interna aguçada, mostrando uma “lacuna” interna em torno da estrela zombie.
“A nossa caracterização 3D detalhada da velocidade e da estrutura espacial de um remanescente de supernova diz-nos muito sobre um evento cósmico único que os nossos antepassados observaram há séculos. Mas também levanta novas questões e estabelece novos desafios para os astrónomos enfrentarem a seguir”, conclui Caiazzo.
// CCVAlg
