Uma das explosões mais famosas da nossa galáxia pode ter colidido com algo

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Imagem de multicomprimento de onda de Cassiopeia A. Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Uma nova análise de uma das explosões mais famosas do cosmos revelou uma curiosa assimetria.

Parte da nebulosa interna da remanescente de supernova Cassiopeia A não está, descobriram os astrônomos, expandindo-se uniformemente.

Algo fez com que uma parte da nuvem se movesse, não para fora com o resto do material, mas para dentro, de volta à fonte da explosão: um choque reverso.

“O movimento para trás no oeste pode significar duas coisas”, disse o astrônomo Jacco Vink, da Universidade de Amsterdã, na Holanda. “Ou há um buraco em algum lugar, uma espécie de vácuo, no material da supernova, fazendo com que a camada quente de repente se mova para dentro do local. Ou a nebulosa colidiu com alguma coisa”.

Cassiopeia A, localizada a 11.000 anos-luz de distância, é um dos objetos mais famosos e bem estudados da Via Láctea. É o que chamamos de remanescente de supernova – a nuvem em expansão de material ejetado que sobrou depois que uma estrela massiva entrou em colapso.

Acredita-se que a supernova Cassiopeia A tenha sido observada pela primeira vez na década de 1670, iluminando o céu, e os astrônomos estudam o remanescente desde então. É uma excelente amostra para estudar a evolução das supernovas.

Imagem de multicomprimento de onda de Cassiopeia A. Créditos: NASA / JPL-Caltech.

A Cassiopeia A emite luz em vários comprimentos de onda e consiste em uma grande camada esférica de material em expansão, provavelmente ejetada antes da supernova, à medida que a estrela se tornava cada vez mais instável.

Este material está se expandindo a uma taxa média entre 4.000 e 6.000 quilômetros por segundo.

Em seu novo estudo, Vink e seus colegas estudaram 19 anos de dados de raios-X do Observatório de raios-X Chandra para entender como o remanescente vem mudando ao longo do tempo.

Eles descobriram que uma seção no lado oeste da região interna da camada está voltando para o centro, a velocidades entre 3.000 e 8.000 quilômetros por segundo.

Eles também descobriram que a onda de choque externa da mesma seção da camada está se acelerando. De acordo com modelos de computador de uma onda de choque em expansão, uma colisão com algo inicialmente fará com que a frente de choque desacelere e depois acelere: “Exatamente como medimos”, explicou Vink.

Um mapa de Cassiopeia A mostrando sua expansão mensurada. Créditos: J. Vink / Astronomie

Então, com o que a onda de choque poderia ter colidido?

Sabemos por outros remanescentes de supernovas que o material no espaço ao redor da estrela pode criar choques reversos; regiões mais densas de gás interestelar e poeira, por exemplo, ou mesmo uma camada anterior de material mais lento ejetado pela estrela em sua morte agonizante.

No caso de Cassiopeia A, uma região densa de material emitido pela estrela em sua morte poderia ter produzido uma camada parcial para o remanescente bater à medida que se expande para fora.

Também poderia ter sido o resultado de uma breve fase Wolf-Rayet de extrema perda de massa experimentada por estrelas verdadeiramente enormes que criaram uma cavidade no espaço ao redor da estrela.

Na verdade, não sabemos muito sobre a estrela progenitora que criou o remanescente de supernova Cassiopeia A. Não sabemos quão grande era, quantos anos tinha ou qual era seu tipo espectral. Esses resultados, disseram os pesquisadores, podem fornecer algumas pistas.

“A dinâmica de choque relatada aqui fornece evidências importantes sobre a história de perda de massa tardia da estrela progenitora, seja na forma de uma camada assimétrica parcial de perda de massa episódica, uma cavidade asférica criada por um breve vento de fase Wolf-Rayet ou talvez até uma combinação de ambos”, eles escreveram em seu estudo.

É incrível que novos detalhes ainda estejam sendo descobertos em um objeto tão estudado quanto Cassiopeia A. Com novos instrumentos voltando seu olhar para o objeto, só podemos esperar que mais mistérios sejam revelados nos próximos anos.

A pesquisa foi aceita no The Astrophysical Journal e está disponível no arXiv.