Mapeando Assimetrias no Núcleo de uma Supernova

Dados da missão NuSTAR permitiram mapear pela primeira vez a distribuição de material radioativo em uma remanescente de supernova, fornecendo as imagens mais próximas do momento da explosão obtidas até agora.

O objeto estudado foi a bela Cassiopéia A, ou Cas A, na constelação de Cassiopéia. Localizada a 11 mil anos-luz da Terra, a supernova foi observada em 1671, e redescoberta em 1947 como uma das primeiras fontes de rádio detectadas. Os dados do NuSTAR permitiram a um grupo de astrônomos observar radiação emitida pelo titânio 44, ou 44Ti, um isótopo radioativo formado no núcleo da estrela enquanto ela colapsa para formar uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. A energia liberada nesse processo faz a estrela explodir suas camadas externas. Dessa forma, os astrônomos puderam, pela primeira vez, ver algo acontecendo exatamente dentro do núcleo estelar durante o evento da supernova.

Esse estudo e os próximos na mesma linha nos permitirão compreender melhor o que acontece naquele rápido e energético evento, onde são formados diversos elementos pesados da tabela periódica. Além disso, as supernovas são também as responsáveis pelo espalhamento de elementos químicos, o que é fundamental para vida, e pela perturbação gravitacional de nebulosas que pode dar início à formação de novas estrelas e sistemas planetários – também fundamentais para a vida.

Um dos problemas envolvendo supernovas é a assimetria. Apesar de serem objetos esféricos, a expansão do material ejetado não se mostra uniforme, como a radiação emitida pela estrela antes dela explodir.  O telescópio espacial Chandra já tinha mostrado jatos de silício saindo de Cas A – veja na imagem acima. Uma das pesquisadoras do NuStar, Fiona Harrison, acha que essa anisotropia pode ocorrer porque regiões internas se espalham, ou se misturam, antes da detonação (veja vídeo abaixo).

O NuSTAR é o primeiro telescópio espacial com o objetivo de captar raios-X de altas energias (6-79KeV), fundamentais para a compreensão de remanescentes de supernovas e buracos negros. Cas A é um objeto interessante para esse tipo de trabalho porque desde sua primeira detecção, mais de 340 anos atrás, até hoje, ela se expandiu por cerca de 10 anos-luz, amplificando o padrão da explosão.

Outras remanescentes de supernovas próximas da Terra também estão na lista do NuStar. Para trabalhos como esse é necessário usar remanescentes próximos, para que o material visto seja suficientemente jovem para ainda mostrar a emissão de raios-X de altas energias de elementos radioativos. A emissão do titânio, por exemplo, perde metade de sua intensidade em apenas 60 anos.

Os resultados de trabalhos seguindo essa linha de pesquisa permitirão se fazer simulações 3D em computador para mostrar o que acontece nesses incríveis momentos da detonação de uma supernova. Enquanto essas simulações não vêm, veja abaixo um vídeo simples (com legendas e narração em inglês) mostrando a mistura que se especula que deva acontecer nas regiões centrais da supernova antes da explosão.

https://www.youtube.com/watch?v=J37cgldLMYU