Astrônomos continuam a observar as ondas de choque se expandirem da Supernova SN1987A

Quando as estrelas chegam ao fim de seu ciclo de vida, muitas expelem suas camadas externas em um processo explosivo conhecido como supernova. Embora os astrônomos tenham aprendido muito sobre esse fenômeno, graças a instrumentos sofisticados que são capazes de estudá-los em múltiplos comprimentos de onda, ainda há muito que não sabemos sobre supernovas e seus remanescentes.

Por exemplo, ainda há questões não resolvidas sobre os mecanismos que alimentam as ondas de choque resultantes de uma supernova. No entanto, uma equipe internacional de pesquisadores utilizou recentemente dados obtidos pelo Chandra X-Ray Observatory de uma supernova próxima (SN1987A) e novas simulações para medir a temperatura dos átomos na onda de choque resultante.
O estudo, intitulado "Collisionless shock heating of heavy ions in SN 1987A", apareceu recentemente na revista científica Nature. A equipe foi liderada por Marco Miceli e Salvatore Orlando da Universidade de Palermo, na Itália, e foi composta por membros do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), o Instituto de Problemas Aplicados em Mecânica e Matemática, e da Pennsylvania State e Northwestern University.

A equipe combinou observações do Chandra SN 1987A com simulações para medir a temperatura dos átomos na onda de choque da supernova. Ao fazê-lo, a equipe confirmou que a temperatura dos átomos está relacionada ao seu peso atômico, um resultado que responde a uma questão de longa data sobre as ondas de choque e os mecanismos que as alimentam.
Quando estrelas maiores sofrem colapso gravitacional, a explosão resultante impulsiona o material para fora a velocidades de até um décimo da velocidade da luz, empurrando ondas de choque para o gás interestelar circundante. Onde a onda de choque encontra o gás em movimento lento em torno da estrela, você tem a "frente de choque". Esta zona de transição aquece o gás frio em milhões de graus e leva à emissão de raios X que podem ser observados.

Imagem composta da supernova 1987A. Os dados do ALMA (em vermelho) mostram a poeira recém-formada no centro do remanescente. HST (em verde) e Chandra (em azul) mostram a onda de choque em expansão. Crédito: R. Indebetouw et. al, A. Angelich (NRAO / AUI / NSF); NASA / STScI / CfA / R. Kirshner; NASA / CXC / SAO / PSU / D. Burrows et al.

Examinando as temperaturas de diferentes elementos por trás da frente de choque de uma supernova, os astrônomos esperam melhorar nossa compreensão da física do processo de choque. Embora se espere que as temperaturas dos elementos sejam proporcionais ao seu peso atômico, a obtenção de medições precisas tem sido difícil. Não só os estudos anteriores levaram a resultados conflitantes, eles também não conseguiram incluir os elementos pesados ​​em suas análises.

Para resolver isso, a equipe analisou a Supernova SN1987A, que está localizada na Grande Nuvem de Magalhães e se tornou aparente em 1987. Além de ser a primeira supernova visível a olho nu desde a Supernova de Kepler (1604), foi a primeira primeiro a ser estudada em todos os comprimentos de onda da luz (de ondas de rádio a raios X e ondas gama) com telescópios modernos.

Enquanto os modelos anteriores do SN 1987A usavam tipicamente observações únicas, a equipe de pesquisa usou simulações numéricas tridimensionais para mostrar a evolução da supernova. Eles então compararam estas observações de raios X fornecidas pelo Chandra para medir com precisão as temperaturas atômicas, o que confirmou suas expectativas.

Este último estudo representa um passo significativo para os astrônomos, aproximando-os de uma compreensão da mecânica de uma supernova. Ao desvendar seus segredos, podemos aprender mais sobre um processo que é fundamental para a evolução cósmica, que é como a morte das estrelas impacta o Universo circundante.
Fonte: Scientific Journal Nature/Universe Today