Missão NuSTAR Revela Mistérios Sobre Como As Estrelas Explodem
Um dos maiores mistérios na astronomia, ou seja, como as estrelas se explodem como supernovas, finalmente está sendo revelado com a ajuda da missão Nuclear Spectroscopic Telescope Array, ou NuSTAR, da NASA.
O observatório de raios-X de alta energia tem criado o primeiro mapa de material radioativo de remanescentes de supernovas. Os resultados, de uma remanescente de supernova, denominada Cassiopeia A, ou Cas A, revelam como as ondas de choque provavelmente arrebentam as estrelas massivas moribundas.
"As estrelas são bolas esféricas de gás, e então você pode pensar que quando elas terminam suas vidas e explodem, que essa explosão seria como se uma bola uniforme expandisse com grande potência", disse Fiona Harrison, a principal pesquisadora do NuSTAR no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena. "Nossos novos resultados mostram como o coração da explosão, ou o motor é distorcido, possivelmente pelo fato das regiões mais internas literalmente chapinhar ao redor antes da detonação".
Harrison, é co-autora de um artigo sobre os resultados que aparece na edição de 20 de Fevereiro da revista Nature.
A Cas A foi criada quando uma estrela massiva explodiu como uma supernova, deixando um denso cadáver estelar e uma parte remanescente ejetada. A luz da explosão atingiu a Terra centenas de anos atrás, então nós estamos vendo a parte remanescente estelar quando ela era fresca e jovem.
As supernovas semeiam o universo com muitos elementos, incluindo o ouro que encontramos nas joalherias, o cálcio nos ossos e o ferro no sangue. Enquanto que estrelas pequenas como o nosso Sol morrem por processos menos violentos, as estrelas com no mínimo oito vezes a massa do Sol, explodem como supernovas. As altas temperaturas e as partículas criadas na explosão fundem os elementos leves criando assim, elementos mais pesados.
O NuSTAR, é o primeiro telescópio capaz de produzir mapas dos elementos radioativos encontrados nas remanescentes de supernovas. Nesse caso, o elemento, é o titânio-44, que tinha um núcleo instável produzido no coração da estrela que explodiu.
O mapa que o NuSTAR fez da Cas A mostra o titânio concentrado em aglomerados na parte central da remanescente e aponta para a possível solução para o mistério de como as estrelas encontram o seu destino fatal. Quando os pesquisadores simulam explosões de supernovas com computadores, enquanto uma estrela massiva, morre e colapsa, a onda de choque principal frequentemente passa por fora e a estrela não se rompe. As últimas descobertas sugerem fortemente que a estrela que explode literalmente chapinha, reenergizando a onda de choque e permitindo que a estrela finalmente exploda suas camadas mais externas.
"Com o NuSTAR nós temos uma nova ferramenta para investigar esse tipo de explosão", disse o principal autor do artigo, Brian Grefenstette do Caltech. "Anteriormente, era difícil interpretar o que estava acontecendo na Cas A, pois o material que nós observamos somente brilha em raios-X quando é aquecido. Agora que nós podemos ver o material radioativo, que brilha em raios-X, nós estamos tendo uma imagem mais completa do que está acontecendo no núcleo da explosão".
O mapa do NuSTAR também lança dúvidas em outros modelos de explosões de supernovas, onde a estrela está girando rapidamente logo antes de morrer e lança jatos estreitos de gás que guiam a explosão estelar. Apesar de impressões dos jatos terem sido observadas antes ao redor da Cas A, não se sabia se eles estavam iniciando as explosões. O NuSTAR não observou titânio, essencialmente a poeira radioativa da explosão, em regiões estreitas dos jatos, assim os jatos não foram os pavios para a explosão.
"Isso é por que nós construímos o NuSTAR", disse Paul Hertz, diretor da divisão de astrofísica da NASA em Washington. "Para descobrir coisas que não sabíamos – e não esperávamos – sobre o universo de alta energia".
Os pesquisadores continuarão a investigar o caso da explosão dramática da Cas A. Séculos depois de sua morte ter marcado o nosso céu, essa remanescente de supernova continua a nos surpreender.
Para mais informações e imagens da missão NuSTAR, visitem: http://www.nasa.gov/nustar.
Assymetries in core_collapse_supernovae_from_maps_of_radioactive_ti_in_cassiopeia_a from Sergio Sancevero