Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
Astrônomos que estudam buracos negros descobriram outra raridade: uma estrela morta se afastando de sua supernova de nascimento, deixando um rastro de emissão de rádio semelhante a um cometa em seu caminho.
Chamada de PSR J1914+1054g, a estrela é apenas a quarta conhecida de seu tipo: um pulsar de rádio lançado em alta velocidade pelo espaço, para o qual os astrônomos observaram não apenas o pulsar, mas o rastro atrás dele, conhecido como nebulosa de choque, e o remanescente da supernova de onde ele foi chutado.
Uma equipe de cientistas liderada pela astrofísica Sara Elisa Motta, do Observatório Astronômico Brera, na Itália, e da Universidade de Oxford, no Reino Unido, batizou a nebulosa de Mini Mouse (Mini Rato).
A morte de uma estrela massiva é algo bastante violento. Quando elas ficam sem combustível, a fusão que fornece a pressão externa que sustenta a estrela contra a pressão interna da gravidade cai repentinamente e as coisas se complicam.
A estrela explode, disparando suas entranhas em todos os lugares, enquanto o núcleo colapsa sob a gravidade em uma estrela de nêutrons ultradensa de até 2,16 vezes a massa do Sol, compactada em uma esfera de apenas 20 quilômetros de diâmetro.
Em muitos casos, esses restos estelares podem ser encontrados abrigados na nebulosa criada por seus restos explodidos. Mas se a explosão da supernova for desigual, a distribuição de energia desigual pode disparar a estrela de nêutrons no espaço em alta velocidade, voando pela galáxia.
Mas um conjunto especial de circunstâncias é necessário para produzir uma nebulosa como a Mini Mouse.
Primeiro, a estrela de nêutrons tem que ser um pulsar – uma que está girando em alta velocidade, assim chamada porque “pulsa” como um farol cósmico à medida que feixes de radiação disparam de seus polos, guiados e acelerados por poderosos campos magnéticos.
Esses campos magnéticos também aceleram partículas carregadas em um vento furioso que gira em torno do pulsar, às vezes interagindo com o meio interestelar circundante para gerar uma nebulosa de vento de pulsar.
Mas se esse pulsar é chutado de uma supernova irregular, um arco de choque se forma na direção da viagem, redirecionando e canalizando o vento de pulsar atrás do pulsar, como a cauda de um cometa. Isso é conhecido como nebulosa do choque em arco do pulsar, visível como um brilho de luz.
Motta e seus colegas estavam usando o radiotelescópio MeerKAT na África do Sul para estudar uma estrela binária chamada GRS 1915+105. Consistindo de um buraco negro e uma estrela normal, eles notaram algo peculiar sobre esta estrela binária: uma mancha de luz riscando seu campo de visão, parecendo surpreendentemente semelhante a uma nebulosa do choque em arco do pulsar descoberta em 1987 chamada Mouse (Rato).
Uma pesquisa nos dados coletados pela pesquisa Galactic Plane Pulsar Snapshot (GPPS) do FAST em andamento revelou um pulsar recém-descoberto com um período de rotação de 138 milissegundos que parecia estar posicionado na frente dessa faixa. Observações de acompanhamento conduzidas pela equipe revelaram que J1914 está localizado exatamente na cabeça da nebulosa.
Os dados de rádio do MeerKAT também revelaram uma tênue forma circular muito atrás do pulsar e sua cauda, com a trajetória parecendo traçar de volta ao seu centro. Isso, os pesquisadores identificaram como o remanescente da supernova que deu origem ao pulsar J1914.
O comprimento da cauda, descobriu a equipe, é de cerca de 40 anos-luz, e o raio do remanescente da supernova é de cerca de 43 anos-luz. Eles também determinaram que se passaram cerca de 82.000 anos desde que o pulsar nasceu (ou seja, quando a supernova ocorreu); traçando de volta para o centro da nebulosa, isso coloca a velocidade do J1914 em um supersônico 320 a 360 quilômetros por segundo.
Isso está longe de ser a estrela errante mais rápida que já vimos, e não é suficiente para atingir a velocidade de escape da Via Láctea, mas é um registro bastante impressionante. E, como observaram os pesquisadores, apenas três outros pulsares foram identificados com as mesmas características.
A descoberta, disseram os pesquisadores, ajudará os astrônomos a entender melhor os pulsares e seus ventos, explosões de supernovas, o meio interestelar local, partículas de alta velocidade e choques gerados pelo vento. Além disso, representa o potencial do MeerKAT em descobrir esses objetos até então raros de encontrar.
“Graças à detecção de estruturas semelhantes ao Mouse e ao Mini Mouse”, escreveram eles, “o MeerKAT ajudará a revelar mais jovens pulsares de rádio que se somarão à ainda pequena população de tais objetos, que se prevê contar com milhares de membros em nossa Galáxia.”
A pesquisa foi aceita para publicação no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e está disponível no servidor de pré-publicação arXiv.
