Objecto misterioso encontrado no remanescente de uma supernova

2006-07-14

Estranha pulsação no coração de RCW103. Crédito: ESA/XMM-Newton/A.De Luca (INAF-IASF).
Descoberto há 25 anos o remanescente da supernova
supernova
Uma supernova é a explosão de uma estrela no final da sua vida. As explosões de supernova são de tal forma violentas e luminosas que o seu brilho pode ultrapassar o brilho de uma galáxia inteira. Existem dois tipos principais de supernova: as supernovas Tipo Ia, que resultam da explosão duma estrela anã branca que, no seio de um sistema binário, rouba matéria da estrela companheira até a sua massa atingir o limite de Chandrasekhar e então colapsa; e as supernovas Tipo II, que resultam da explosão de uma estrela isolada de massa elevada (com massa superior a cerca de 4 vezes a massa do Sol) que esgotou o seu combustível nuclear e expeliu as suas camadas externas, restando apenas um objecto compacto (uma estrela de neutrões ou um buraco negro).
RCW103, que terá explodido há cerca de 2000 anos atrás, alberga um objecto intrigante. Utilizando o satélite XMM-Newton
X-ray Spectroscopy Multi-Mirror Mission (XMM-Newton)
Satélite de raios-X da Agência Espacial Europeia colocado em órbita no dia 10 de Dezembro de 1999, com a ajuda de um foguetão Ariane 5. Este satélite é o segundo de uma série de missões no âmbito do programa espacial europeu de longo termo Horizon 2000.
, da ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
, um grupo de cientistas descobriu um tipo de objecto ainda desconhecido na nossa galáxia
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
.

O objecto é o que resta da estrela
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
que deu origem à supernova e encontra-se envolvido pelo material ejectado durante a explosão. Os cientistas esperavam encontrar o tradicional, uma estrela de neutrões
neutrão
Partícula que, juntamente com o protão, constitui os núcleos atómicos. Exceptuando o hidrogénio, todos os átomos têm neutrões, e é o número de neutrões que determina o isótopo de determinado elemento químico. Os neutrões têm carga eléctrica neutra. Os neutrões são formados por três quarks (dois "d" e um "u"), são bariões (e hadrões) e o seu spin é um número semi-inteiro. Os neutrões livres declinam por decaímento beta, com um tempo de semi-vida de 10,8 minutos, originando um protão, um electrão e um neutrino. No núcleo atómico, o neutrão é tão estável quanto o protão.
. Contudo as observações revelaram algo muito mais complexo. A equipa, do Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica (IASF) em Milão, Itália, descobriu que a emissão da fonte central varia num ciclo que se repete a cada 6,7 horas. Esse é um período excessivamente alto, dezenas de milhares de vezes superior ao esperado para uma estrela de neutrões
estrela de neutrões
Uma estrela de neutrões é o remanescente de uma estrela de massa elevada que explodiu como supernova. Trata-se de um objecto muito compacto constituído essencialmente por neutrões, com apenas cerca de 10 a 20 km de diâmetro, uma densidade média entre 1013 e 1015 g/cm3, uma temperatura central de 109 graus e um intenso campo magnético de 1012 gauss.
jovem.

O objecto, que recebeu o nome de 1E161348-5055, ou simplesmente 1E, está localizado no centro da RCW 103, a cerca de 10 000 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
de distância. A sua posição central leva os astrónomos a pensar que o objecto e o material envolvente tiveram origem no mesmo evento.

Em geral, estrelas com massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
acima de oito vezes a massa do Sol
massa solar
Massa solar é a quantidade de massa existente no Sol e, simultaneamente, a unidade na qual os astrónomos exprimem as massas das estrelas, nebulosas e galáxias. Uma massa solar é igual a 1,989x1030 kg.
, terminam o seu ciclo evolutivo na forma de uma supernova. O núcleo estelar implode podendo dar origem a uma estrela de neutrões ou a um buraco negro
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
, dependendo da massa remanescente. Uma estrela de neutrões tem o equivalente à massa do Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
concentrada numa esfera de 20 quilómetros de diâmetro.

A determinação do longo período e o estudo da variabilidade da emissão nos raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
indicaram estar-mos na presença de uma fonte estranha que deve ter associado algum processo de acreção
acreção
Designa-se por acreção a acumulação de matéria (gás e poeira) para um astro central, como por exemplo um buraco negro, uma estrela, uma galáxia, ou um planeta.
ou estar sob a acção de um campo magnético
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
. Uma hipótese é tratar-se de um magnetar
magnetar
Um magnetar é uma estrela de neutrões com um campo magnético extremamente intenso gerado pela rotação da estrela sobre si própria, cuja velocidade angular é da ordem de mil rotações por segundo.
, uma subclasse de estrelas de neutrões sob a forte acção de um campo magnético, onde as linhas de campo exercem uma acção de travagem, e consequentemente promovem a libertação de energia. São conhecidos cerca de 12 magnetares. No entanto os magnetares conhecidos possuem uma rotação de várias vezes por minuto.

A hipótese de ser simplesmente um magnetar tem contudo alguns problemas. Se o objecto tem realmente uma rotação a cada 6,67 horas, então o campo magnético necessário para travar a estrela de neutrões num período de tempo tão curto teria de ser muito grande. A presença de um disco com restos do material deixado pela estrela após a explosão, associado ao campo magnético parece um cenário mais plausível, contudo este tipo de situação nunca foi observado.

Outra hipótese seria tratar-se de um sistema binário onde uma estrela de pequena massa permanece ligada ao objecto compacto gerado pela explosão da supernova. Seria contudo muito mais jovem do que os sistemas do mesmo tipo que conhecemos. Além disso os padrões do ciclo descoberto indicam um processo de produção de raios-X não usual. Uma possível explicação seria haver um processo de acreção duplo, composto por material originado pelo vento da estrela e por material proveniente do disco de acreção
disco de acreção
Disco composto por gás e poeira interestelares que pode circundar buracos negros, estrelas de neutrões, variáveis cataclísmicas, ou estrelas em formação.
que normalmente surge nestes sistemas.

Não existem certezas mas certamente o estudo deste enigmático objecto trará mais informação sobre as supernovas, estrelas de neutrões e o seu ciclo evolutivo.

Fonte da Noticia: http://www.esa.int/esaCP/SEM30QVT0PE_index_0.html