Novas observações obtidas pelo ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) mostram pela primeira vez os restos de uma supernova recente a transbordar de poeira recentemente formada. Se uma quantidade suficiente desta poeira conseguir percorrer o difícil trajecto até ao espaço interestelar, poderemos ter a explicação de como muitas galáxias adquiriram uma aparência fusca e poeirenta.
As galáxias podem ser locais bastante poeirentos. Pensa-se que as supernovas são a principal fonte dessa poeira, particularmente no Universo primordial. No entanto, evidências directas da capacidade das supernovas em formar poeira têm sido difíceis de observar, não tendo sido possível até agora explicar a enorme quantidade de poeira detectada nas galáxias jovens distantes. Observações obtidas com o ALMA começam, no entanto, a mudar este facto.
"Descobrimos uma quantidade notável de poeira concentrada na região central do material ejectado por uma supernova relativamente jovem e próxima," disse Remy Indebetouw, astrónomo no Observatório Nacional de Rádio astronomia (NRAO, National Radio Astronomy Observatory) e da Universidade de Virgínia, ambos em Charlottesville, EUA. "Esta é a primeira vez que conseguimos efectivamente obter uma imagem do local onde a poeira se forma, o que é um passo importante na compreensão da evolução das galáxias."
Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o ALMA para observar os restos brilhantes da Supernova 1987A, situada na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã que orbita a Via Láctea a uma distância de cerca de 160.000 anos-luz da Terra. SN 1987A é a explosão de supernova mais próxima jamais observada, depois da observação de Johannes Kepler de uma supernova que explodiu no interior da Via Láctea em 1604.
Os astrónomos previram que, à medida que o gás arrefece depois da explosão, enormes quantidades de poeira formar-se-iam sob a forma de átomos de oxigénio, carbono e silício, ligados entre si nas regiões centrais frias do resto de supernova. No entanto, observações anteriores de SN 1987A obtidas com telescópios infravermelhos durante os primeiros 500 dias depois da explosão, revelaram apenas uma pequena quantidade de poeira quente.
Com a resolução e sensibilidade sem precedentes do ALMA, a equipa de investigação conseguiu obter imagens da muito mais abundante poeira fria, que brilha intensamente na radiação milimétrica e submilimétrica. Os astrónomos estimam que o resto de supernova contém agora cerca de 25% da massa do Sol em poeira recentemente formada. A equipa descobriu também que se formaram quantidades significativas de monóxido de carbono e de monóxido de silício.
"SN 1987A é um lugar especial porque, uma vez que não se misturou com o meio circundante, o que lá se encontra é efectivamente o que se formou no local," disse Indebetouw. "Os novos resultados ALMA, que são os primeiros deste tipo, revelam um resto de supernova a transbordar de material que simplesmente não existia há algumas décadas atrás."
As supernovas podem, no entanto, tanto criar como destruir os grãos de poeira.
À medida que a onda de choque da explosão inicial se propaga no espaço, produz anéis de matéria resplandecentes, já observados anteriormente com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. Ao atingir este envelope de gás, deixado pela estrela gigante vermelha no final da sua vida, uma parte desta enorme explosão ricocheteia de volta em direcção ao centro do resto de supernova. "A determinada altura, esta onda de choque que vem de volta colidirá com os amontoados de poeira recentemente formada," disse Indebetouw. "É provável que alguma desta poeira seja destruída nessa altura. É difícil prever a quantidade que será destruída - talvez apenas um pouco, mas possivelmente cerca de metade ou mesmo dois terços." Se uma fracção razoável sobreviver e chegar ao espaço interestelar, poderá explicar a enorme quantidade de poeira que os astrónomos detectam no Universo primordial.
"As galáxias muito primordiais são incrivelmente poeirentas e esta poeira desempenha um papel importante na evolução das galáxias, "disse Mikako Matsuura da University College London, no Reino Unido. "Hoje sabemos que a poeira pode ser criada de várias maneiras, mas no Universo primordial a maior parte deve ter tido origem nas supernovas. E agora temos finalmente uma evidência directa que apoia esta teoria."
SN1987A:
Esta imagem mostra o resto da Supernova 1987A em vários comprimentos de onda. Os dados do ALMA (em vermelho) mostram poeira recentemente formada no centro do resto. Os dados do Hubble (em verde) e do Chandra (em azul) mostram a onda de choque em expansão.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Angelich. Imagem visível: Hubble, NASA/ESA. Imagem em raios-X: Observatório Chandra, NASA
Esta impressão de artista da Supernova 1987A tem por base dados reais e revela as regiões frias e interiores do resto da estrela que explodiu (em vermelho) onde tremendas quantidades de poeira foram detectadas e fotografadas pelo ALMA. Esta região interior contrasta com a concha exterior (círculos azuis e esbranquiçados), onde a onda de choque da supernova colide com o invólucro de gás expelido pela estrela antes da sua poderosa detonação.