Uma explosão rara poderá ter criado o mais jovem buraco negro da nossa galáxia

2013-02-13

Remanescente de supernova W49B. Créditos: raios-X: NASA / CXC / MIT / L.Lopez et al; infravermelho: Palomar; Rádio: NSF / NRAO / VLA
Novos dados provenientes do Observatório Chandra
Chandra X-ray Observatory
O observatório de raios-X Chandra, lançado em 1999, faz parte do projecto dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA. O seu nome homenageia Subrahmanyan Chandrasekhar, Prémio Nobel da Física em 1983. O Chandra detecta fontes de raios-X a milhares de milhões de anos-luz de nós. Observar em raios-X é a única forma de observar matéria muito quente, a milhões de graus Célsius. O Chandra detecta raios-X de regiões de alta energia, como por exemplo remanescentes de supernovas.
de 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.
sugerem que um remanescente de 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).
altamente distorcido pode conter o 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.
mais recente formado na Via Láctea
Via Láctea
A Via Láctea é a galáxia de que faz parte o nosso Sistema Solar. Trata-se de uma galáxia espiral gigante, com um diâmetro de cerca de 160 mil anos-luz e uma massa da ordem de 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.
. O remanescente parece ser o resultado de uma explosão rara, na qual a matéria foi ejectada a grande velocidade ao longo dos pólos de uma 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.
em rotação.

O remanescente, chamado W49B, tem aproximadamente mil anos de idade, visto da Terra (isto é, não incluindo o tempo de viagem da luz), e está localizado a uma distância de cerca de 26000 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.
.

"W49B é o primeiro do seu tipo a ser descoberto na Galáxia", disse Laura Lopez, que conduziu o estudo, no Instituto de Tecnologia de Massachusetts. "Parece que a sua estrela-mãe terminou a vida de uma forma diferente."

Normalmente, quando uma estrela de grande massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
fica sem combustível, a sua região central entra em colapso, desencadeando uma série de acontecimentos que culminam rapidamente numa explosão de supernova. A maioria dessas explosões são geralmente simétricas, com o material estelar a ser arremessado mais ou menos uniformemente em todas as direcções.

No entanto, no caso da supernova W49B, o material junto aos pólos da estrela moribunda em rotação foi ejectado a uma velocidade muito mais elevada do que o material junto ao seu equador. Os jactos lançados dos pólos da estrela foram os principais responsáveis pela forma da explosão da supernova e pelo seu remanescente.

O remanescente brilha agora intensamente em raios-X e outros comprimentos de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
, mostrando sinais de uma explosão peculiar. Analisando a distribuição e a quantidade de elementos diferentes no campo de destroços estelar, os investigadores foram capazes de comparar os dados do Chandra a modelos teóricos de como explode uma estrela. Por exemplo, descobriram ferro em apenas metade do remanescente, enquanto outros elementos, tais como o enxofre e o silício, foram encontrados de forma dispersa. Isto vai ao encontro das previsões para uma explosão assimétrica.

"Além de uma assinatura de elementos pouco comum, W49B também é muito mais alongado e elíptico do que a maioria dos outros remanescentes", disse o co-autor Enrico Ramirez-Ruiz, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz. "Isto observa-se em raios-X e em vários outros comprimentos de onda e aponta no sentido de uma morte fora do vulgar para esta estrela."

Porque as explosões de supernovas ainda não estão bem compreendidas, os astrónomos querem estudar casos extremos, como este que produziu W49B. A relativa proximidade de W49B também o torna extremamente útil para um estudo mais detalhado.

Os autores tentaram apurar que tipo de objecto compacto foi deixado para trás pela explosão da supernova. Na maior parte das vezes, as estrelas de grande massa que dão origem a supernovas deixam para trás um núcleo denso, em rotação, ao qual se dá o nome de 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.
. As estrelas 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.
podem ser detectadas através do seu pulsar de raios-X ou de rádio
rádio
O rádio é a banda do espectro electromagnético de maior comprimento de onda (menor frequência) e cobre a gama de comprimentos de onda superiores a 0,85 milímetros. O domínio do rádio divide-se no submilímetro, milímetro, microondas e rádio.
, embora às vezes se observe uma fonte de raios-X sem pulsar. A investigação cuidadosa dos dados do Chandra não revelou, porém, quaisquer evidências de uma estrela de neutrões. Tal falta de provas implica que um buraco negro se possa ter formado.

"É um pouco circunstancial, mas há evidências intrigantes de a supernova W49B ter também criado um buraco negro", disse o co-autor Daniel Castro, do MIT. "Se for esse o caso, temos a rara oportunidade de estudar uma supernova responsável pela criação de um jovem buraco negro."

As explosões de supernovas dirigidas por jactos têm sido associadas, em outros objectos, a fulgurações de raios gama
fulguração de raios gama
Uma fulguração de raios gama é uma potentíssima explosão, com consequente libertação de fotões gama, que ocorre em direcções aleatórias no céu. Descobertas acidentalmente nos anos 1960, sabe-se que algumas delas estão associadas a um tipo particular de supernovas, as explosões que marcam o fim da vida de uma estrela de massa elevada.
(GRBs). Pensa-se que as GBRs, que apenas têm sido observadas em galáxias
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.
distantes, marcam o nascimento de um buraco negro. Não há qualquer evidência de que a supernova W49B tenha produzido uma GBR, mas pode apresentar propriedades - incluindo a de ter sido dirigida por jactos e a de ter, possivelmente, formado um buraco negro - que se ajustam às de uma GRB.

Estes novos resultados sobre o remanescente W49B, que se basearam em cerca de dois dias e meio de tempo de observação do Chandra, surgem no Astrophysical Journal. Sara Pearson, da Universidade de Copenhague, Dinamarca, é também co-autora do artigo.

Fonte da notícia: http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/w49b_remnant.html