Telescópio da Nasa detecta 'fogos de artifício' após supernovas

Astrônomos observaram restos de explosões que, em vez de sumirem, estão mudando de brilho de forma drástica e rápida

A galáxia M38 está localizada a cerca de 15 milhões de anos-luz da Terra

Reprodução/NASA

O resultado de uma supernova, uma explosão estelar, geralmente é uma nuvem de gás quente que se dissipa lentamente. Portanto, quando os astrônomos apontaram o Observatório de Raios X Chandra da NASA para a galáxia próxima Messier 83 (M83), eles não esperavam encontrar remanescentes de supernova, o equivalente a "fogos de artifício", ou seja, restos de explosões que, em vez de sumirem, estão mudando de brilho de forma drástica e rápida

Os novos resultados foram apresentados na reunião da Sociedade Astronômica Americana em Pasadena, Califórnia, e publicados no The Astrophysical Journal. 

A galáxia M38 está localizada a cerca de 15 milhões de anos-luz da Terra, e tem formado estrelas em ritmo acelerado. Pesquisadores analisaram 14 anos de dados do Observatório Chandra sobre a galáxia, e utilizando esse extenso conjunto de dados, os pesquisadores detectaram variações surpreendentes no brilho de raios X de fontes previamente identificadas como remanescentes de supernova.

O esperado pelos pesquisadores era que os remanescentes de supernova com mais de um século de idade apresentassem um declínio gradual no brilho de raios X, semelhante a uma lanterna ficando sem brilho, mas não uma mudança drástica em seu brilho, como lâmpadas piscando. 

Encontrar apenas um desses objetos já seria um feito interessante, mas o Chandra encontrou uma população de 22 exemplares. A equipe descobriu que aproximadamente metade das 22 fontes de raios X associadas a remanescentes de supernova apresentaram mudanças no brilho ao longo dos 14 anos de observações, um resultado completamente inesperado.

"Sabíamos que as fontes individuais de raios X podiam variar drasticamente", disse Andrea Prestwich, da Universidade Católica da América, que liderou o estudo. "Mas descobrir que tantos remanescentes de supernova estavam se comportando dessa maneira foi uma verdadeira surpresa. Algo incomum está acontecendo nesses objetos. Identificar a causa continua sendo um desafio, já que a distância de M83 limita os detalhes que podemos observar."

Um dos remanescentes de supernova tem uma explicação simples: a SN 1957D, os detritos de uma supernova observada pela primeira vez há quase 70 anos, estão colidindo com o material ao redor do local da explosão, produzindo os clarões de raios X observados. Esse fenômeno, porém, não explica o restante da amostra, não existindo ainda evidências que sugiram que todos os 22 remanescentes tenham se formado no último século. O que sugere que algo mais deve estar impulsionando a variabilidade.

A causa mais provável é que tenha sido descoberto uma população de estrelas sobreviventes, ou seja, que resistiram à destruição de suas companheiras em uma supernova. Nesse cenário, cada fonte variável de raios X começou como um par de estrelas massivas, que assim como a maioria, vivem em duplas, orbitando uma à outra. A estrela mais massiva colapsou e explodiu como uma supernova, deixando para trás um buraco negro ou uma estrela de nêutrons, e sua companheira sobreviveu e continua orbitando esse “cadaver” denso. 

Esse buraco negro ou estrela de nêutrons começa a "puxar" material da estrela sobrevivente. Esse material, ao ser sugado, esquenta tanto que brilha intensamente em raios-X, causando as variações de brilho vistos pelo Chandra. 

Uma outra explicação possível é que em vez de atrair material de uma estrela companheira, o buraco negro ou a estrela de nêutrons pode estar recapturando parte do material expelido pela explosão original. "Este pode ser um exemplo de reciclagem cósmica, onde os detritos da explosão caem de volta no próprio objeto criado pela supernova", disse o coautor Roy Kilgard, da Universidade Wesleyan. "E é bem possível que ambas as explicações estejam em jogo, diferentes fontes em nossa amostra podem ter origens diferentes."

Essa descoberta só foi possível porque, durante um período de 14 anos, de 2000 a 2014, astrônomos apontaram o observatório de raios X da NASA para a galáxia M83. Eles descobriram que cerca de metade das fontes de raios X, consideradas remanescentes de supernovas, apresentavam mudanças drásticas de brilho. Através de vídeos em time-lapse, feitos com meses ou até anos de intervalo, era possível ver as "manchas azuis brilhantes" (os remanescentes) mudando de forma e intensidade ao longo do tempo