Hubble mapeia em 3D estrutura de material ejectado por T Pyxidis

2013-06-05

A Wide Field Camera 3 do Hubble obteve imagens do sistema binário T Pyxidis, ou T Pyx, durante um período de quatro meses. T Pyx é uma nova recorrente, que explode a cada 12 ou 50 anos. A mais recente explosão de T Pyx foi em Abril de 2011. A estrela é a mancha branca no meio de cada imagem. Credito: NASA, ESA, A. Crotts, J. Sokoloski, and H. Uthas (Columbia University), and S. Lawrence (Hofstra University).
Um flash de luz proveniente de uma explosão ofereceu uma panorâmica rara da estrutura 3D do material ejectado pela erupção de uma nova.

Os astrónomos usaram o Telescópio Espacial Hubble
Hubble Space Telescope (HST)
O Telescópio Espacial Hubble é um telescópio espacial que foi colocado em órbita da Terra em 1990 pela NASA, em colaboração com a ESA. A sua posição acima da atmosfera terrestre permite-lhe observar os objectos astronómicos com uma qualidade ímpar.
para observarem a luz emitida pelo sistema binário próximo T Pyxidis, ou T Pyx, uma nova recorrente, durante sua última explosão em Abril de 2011.

Uma nova emerge quando uma anã branca
anã branca
Uma anã branca, sendo o núcleo exposto de uma gigante vermelha, é uma estrela degenerada muito densa na qual se encontra esgotada qualquer fonte de energia termonuclear. As anãs brancas, que constituem uma fase final da evolução das estrelas de pequena massa, representam cerca de 10 % das estrelas da nossa galáxia, e são por isso muito comuns. O nosso Sol passará um dia pela fase de anã branca, altura em que terá um diâmetro de apenas 10 000 km.
, o núcleo 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.
extinta parecida com o 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.
, desviou hidrogénio de uma estrela companheira em quantidade suficiente para accionar uma reacção termonuclear. À medida que o hidrogénio se acumula na sua superfície a anã branca torna-se mais quente e mais densa até que explode como uma bomba de hidrogénio colossal, conduzindo a um aumento em 10 mil vezes do brilho
brilho
O brilho de um astro refere-se à quantidade de luz que dele provém, ou seja, a quantidade de energia por ele emitida por unidade de área por unidade de tempo. Dado que o brilho observado, ou medido, depende da distância ao objecto, distingue-se o brilho aparente (quando medido a uma determinada distância), do brilho intrínseco (conceptualmente medido na supefície do próprio astro).
em pouco mais de um dia. As explosões de novas são extremamente poderosas, equivalentes à explosão de um milhão de milhares de milhões de toneladas
tonelada (t)
A tonelada (t) é uma unidade de massa equivalente a 1000 kg.
de dinamite. T Pyx entra em erupção ao fim de períodos que variam entre 12 a 50 anos.

Os astrónomos ficaram surpreendidos ao descobrir que, ao contrário de algumas previsões, o material ejectado por explosões anteriores tinha permanecido na vizinhança da estrela, formando um disco de detritos em torno da nova. A descoberta sugere que o material continua a expandir-se ao longo do plano orbital do sistema, mas que não se escapa deste.

"Esperávamos que formasse uma concha totalmente esférica", diz Arlin Crotts, da Universidade de Columbia, membro da equipa de pesquisa. "Esta observação mostra que é um disco e que está preenchido por material ejectado, em movimento rápido, proveniente de explosões anteriores."

Stephen Lawrence, da Universidade de Hofstra, em Hempstead, NY, membro da equipa, apresentou os resultados esta terça-feira, no encontro da American Astronomical Society, em Indianapolis.

Jennifer Sokoloski, da Universidade de Columbia, co-investigadora no projecto, sugere que estes dados indicam que a estrela companheira desempenha um papel importante na forma como o material é ejectado, presumivelmente ao longo plano orbital do sistema, criando o disco em forma de panqueca. O disco está inclinado cerca de 30 graus em relação ao plano de observação da Terra.

Usando a Wide Field Camera 3 do Hubble, a equipa aproveitou a explosão luminosa da nova para traçar o caminho da luz enquanto iluminava o disco e o material anteriormente ejectado. O disco é tão grande, cerca de um ano-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 diâmetro, que a luz da nova não pode iluminar todo o material de uma só vez. Em vez disso, a luz vai varrendo o material, iluminando sequencialmente partes do disco, um fenómeno denominado eco de luz. A luz revela que partes do disco estão mais próximas da Terra e quais as secções que estão mais longe. Seguindo o rasto da luz, a equipa definiu um mapa 3D da estrutura em torno da nova.

"Já todos observamos como a luz dos fogos de artifício, no momento do grande final, ilumina o fumo e a as partículas em suspensão que ficaram dos foguetes anteriores", disse Lawrence. "De forma análoga, estamos a usar a luz da mais recente explosão de T Pyx (e a sua propagação à velocidade da luz
velocidade da luz
A velocidade da luz é a rapidez com que se propagam as ondas luminosas (ou radiação electromagnética). No vácuo, é igual a 299 790 km/s, sendo independente do referencial considerado.
) para analisarmos as explosões aí ocorridas em décadas passadas."

Embora os astrónomos já tivessem testemunhado a propagação de luz através do material em torno de outras novas, esta é a primeira vez que o ambiente imediato em torno de uma estrela em erupção foi estudado em três dimensões.

Os astrónomos estudaram ecos de luz de outras novas, mas estes fenómenos iluminavam material interestelar existente em torno das estrelas em vez de material ejectado por elas.

A equipa também usou o eco de luz para apurar as estimativas da distância da nova à Terra. A distância agora determinada é de 15600 anos-luz. As estimativas anteriores situavam-se entre os 6500 e os 16000 anos-luz. T Pyx está localizada na constelação
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
austral de Pyxis, ou da Bússola.

A equipa continua a analisar os dados do Hubble para desenvolver o modelo. T Pyx tem um historial de explosões. Além do evento de 2011, outras erupções anteriores foram observadas, em 1890, 1902, 1920, 1944, e 1966.

As novas, latim para "novo", devem o seu nome ao facto de surgirem de repente no céu. A nova começa rapidamente a desaparecer ao fim de alguns dias ou semanas, à medida que o hidrogénio se esgota e é lançado para o espaço.

A equipa inclui ainda Helena Uthas, da Universidade de Columbia. Os resultados surgem online a 5 de Junho e serão publicados a 20 de Junho no Astrophysical Journal Letters. Sokoloski é a principal autora do artigo.

Fonte da notícia: http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/t-pyxidis.html