A 2,8 milhões de km/h, astrônomos detectaram um dos objetos cósmicos mais rápidos de seu tipo

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O pulsar descontrolado no remanescente de supernova G292.0+1.8. (Créditos: Raio-X - NASA/CXC/SAO/L. Xi et al.; Óptico - Palomar DSS2)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

Quando estrelas massivas morrem, elas não fazem isso silenciosamente.

Suas mortes são eventos espetacularmente brilhantes que iluminam o cosmos, uma explosão de supernova que envia estranhas de estrelas para o espaço em uma nuvem de esplendor. Enquanto isso, o núcleo da estrela morta pode permanecer, colapsado em uma estrela de nêutrons ultradensa ou buraco negro.

Se essa explosão ocorrer de uma certa maneira, ela pode enviar o núcleo colapsado pela Via Láctea como um monstro voador, a velocidades tão insanas que podem eventualmente sair da galáxia completamente, em uma jornada selvagem para o espaço intergaláctico.

É um desses objetos que foi recentemente analisado através de dados do observatório de raios-X Chandra: um tipo de estrela de nêutrons pulsante conhecida como pulsar, rasgando o céu com suas próprias entranhas a uma velocidade de cerca de 612 quilômetros por segundo (ou 2,8 milhão de quilômetros por hora).

É um dos objetos mais rápidos desse tipo já detectados. (A estrela mais rápida conhecida na Via Láctea não é um remanescente de supernova que foi chutado por uma explosão, mas uma estrela orbitando Sgr A*, o buraco negro supermassivo no centro galáctico. No ponto mais rápido de sua órbita, ela se move a uns insanos 24.000 quilômetros por segundo.)

“Vimos diretamente o movimento do pulsar em raios-X, algo que só poderíamos fazer com a visão muito nítida do Chandra”, disse o astrofísico Xi Long, do Centro para Astrofísica Harvard & Smithsonian (CfA).

“Por ser tão distante, tivemos que medir o equivalente à largura de um quarto a cerca de 25 quilômetros de distância para ver esse movimento”.

A detecção foi feita observando um remanescente brilhante de supernova a cerca de 20.000 anos-luz de distância, chamado G292.0+1.8. Observações anteriores haviam revelado um pulsar em alta velocidade. Long e seus colegas queriam estudar o objeto para ver se ele poderia revelar a história da supernova, voltando no tempo ao traçar seu movimento até o centro do objeto.

“Temos apenas um punhado de explosões de supernovas que também têm um registro histórico confiável vinculado a elas”, disse o astrofísico Daniel Patnaude, do CfA, “então queríamos verificar se G292.0+1.8 poderia ser adicionado a este grupo”.

Eles estudaram imagens tiradas do remanescente de supernova em 2006 e 2016 e usaram dados do Gaia sobre sua localização atual na Via Láctea, comparando as diferenças na posição do pulsar. Essas comparações revelaram algo extremamente interessante: a estrela morta parece estar se movendo 30% mais rápido do que as estimativas anteriores sugeriam.

Isso significa que levou muito menos tempo para viajar do centro do remanescente da supernova, sugerindo que a própria supernova ocorreu muito mais recentemente. Estimativas anteriores colocam a data da supernova em cerca de 3.000 anos atrás; as novas estimativas apontam para cerca de 2.000 anos atrás.

A velocidade revisada do pulsar também permitiu que a equipe conduzisse uma nova e detalhada investigação sobre como a estrela morta poderia ter sido ejetada do centro da supernova. Eles apresentaram dois cenários, ambos envolvendo um mecanismo semelhante.

No primeiro, os neutrinos são ejetados da explosão da supernova de forma assimétrica. No outro, os detritos da explosão são ejetados de forma assimétrica. No entanto, como a energia do neutrino precisaria ser extremamente grande, a explicação mais provável seria detritos assimétricos.

Basicamente, uma explosão desigual pode ‘chutar’ o núcleo colapsado de uma estrela morta para o espaço em velocidades extremamente altas; neste caso, a estrela está atualmente viajando a uma velocidade maior do que a velocidade de escape do disco médio da Via Láctea de 550 quilômetros por segundo, embora leve algum tempo para chegar lá e possa desacelerar com o tempo.

De fato, sua velocidade real pode ser ainda maior que 612 quilômetros por segundo, porque está viajando muito suavemente ao longo de nossa linha de visão.

“Este pulsar é cerca de 200 milhões de vezes mais energético do que o movimento da Terra ao redor do Sol”, disse o astrofísico Paul Plucinsky, da CfA. “Parece ter recebido seu poderoso chute apenas porque a explosão da supernova foi assimétrica.”

A pesquisa da equipe, apresentada na 240ª reunião da Sociedade Astronômica Americana, foi aceita no The Astrophysical Journal e está disponível no arXiv.