"É espantoso." Mas porquê, porquê? Porque "nunca antes tínhamos tido este tipo de visão de uma estrela em explosão"

CNN , Ashley Strickland
16 dez 2023, 10:00
via láctea

A luz da Cassiopeia A chegou à Terra há cerca de 340 anos. A astronomia é fascinante

Cientistas descobrem características "espantosas" na enorme explosão de uma estrela da Via Láctea

Há milhares de anos, uma estrela da nossa galáxia explodiu violentamente e criou uma remanescente de supernova brilhante chamada Cassiopeia A que intrigou os cientistas durante décadas.

Agora, uma nova imagem captada pelo Telescópio Espacial James Webb revelou o olhar mais próximo e mais detalhado do interior da estrela que explodiu, de acordo com os astrónomos. A análise da imagem pode ajudar os investigadores a compreender melhor os processos que alimentam estes eventos incendiários maciços.

O observatório espacial também permitiu aos astrónomos vislumbrar características misteriosas que não apareceram em imagens tiradas do remanescente com telescópios como o Hubble, Chandra ou Spitzer ou outros instrumentos do Webb.

A nova imagem foi partilhada pela primeira-dama dos EUA, Jill Biden, ao apresentar o primeiro Calendário do Advento digital da Casa Branca, que inclui a nova perspetiva de Webb da Cassiopeia A, que parece brilhar como um ornamento de Natal.

"Nunca antes tínhamos tido este tipo de visão de uma estrela em explosão", afirma o astrónomo Dan Milisavljevic, professor assistente de física e astronomia na Universidade de Purdue, num comunicado. "As supernovas são os principais motores da evolução cosmológica. As energias, as suas abundâncias químicas - há tanta coisa que depende da nossa compreensão das supernovas. Este é o olhar mais próximo que tivemos de uma supernova na nossa galáxia."

Redemoinhos de gás e poeira são tudo o que resta da estrela que se tornou supernova há 10.000 anos. A Cassiopeia A está localizada a 11.000 anos-luz de distância, na constelação da Cassiopeia. Um ano-luz, equivalente a 9,46 triliões de quilómetros, é a distância que um feixe de luz percorre num ano.

A luz da Cassiopeia A chegou à Terra há cerca de 340 anos. Sendo o mais jovem remanescente de supernova conhecido na nossa galáxia, o objeto celeste tem sido estudado por uma multiplicidade de telescópios terrestres e espaciais. O remanescente estende-se por cerca de 10 anos-luz de diâmetro, ou 96,6 triliões de quilómetros.

As informações obtidas a partir de Cas A, como também é conhecido o remanescente, permitem aos cientistas aprender mais sobre o ciclo de vida das estrelas.

Ver Cas A sob uma nova luz

Os astrónomos usaram a câmara de infravermelhos próximos do Webb, chamada NIRCam, para ver o remanescente de supernova em comprimentos de onda de luz diferentes dos usados em observações anteriores. A imagem mostra detalhes sem precedentes da interação entre a concha de material em expansão criada pela supernova à medida que colide com o gás libertado pela estrela antes da explosão.

Mas a imagem é completamente diferente de uma imagem obtida pelo Webb em abril, utilizando o Instrumento de Infravermelhos Médios do telescópio, ou MIRI. Em cada imagem sobressaem certas características que são invisíveis na outra.

O Webb observa o Universo em comprimentos de onda de luz infravermelha, que é invisível ao olho humano. À medida que os cientistas processam os dados do Webb, a luz captada pelo telescópio é traduzida num espectro de cores visível para os humanos.

A nova imagem da NIRCam é dominada por flashes de cor laranja e rosa claro no interior do invólucro da remanescente de supernova. As cores correspondem a nós gasosos de elementos libertados pela estrela, incluindo oxigénio, árgon, néon e enxofre. Misturados no gás estão poeiras e moléculas. Eventualmente, todos estes ingredientes combinar-se-ão para formar novas estrelas e planetas.

O estudo do remanescente permite aos cientistas reconstruir o que aconteceu durante a supernova.

"Com a resolução da NIRCam, podemos agora ver como a estrela moribunda se desfez completamente quando explodiu, deixando para trás filamentos semelhantes a pequenos cacos de vidro", diz Milisavljevic. "É realmente inacreditável que, depois de todos estes anos a estudar Cas A, consigamos agora resolver estes pormenores que nos dão uma visão transformadora sobre a forma como esta estrela explodiu."

A dupla perspetiva do Webb

Quando se compara a imagem NIRCam com a imagem MIRI obtida em abril, a nova perspetiva parece menos colorida. Os redemoinhos brilhantes de cor de laranja e vermelho da imagem de abril parecem mais esfumados aos olhos da NIRCam, mostrando onde a onda de choque da supernova embateu no material circundante.

A luz branca na imagem da NIRCam deve-se à radiação sincrotrão, que é criada quando partículas carregadas aceleram e viajam em torno de linhas de campo magnético.

Os astrónomos observaram pormenores nunca antes vistos na remanescente de supernova Cassiopeia A usando a câmara de infravermelhos próximos do telescópio Webb (à esquerda) e o instrumento de infravermelhos médios (à direita)

Uma caraterística fundamental que falta na imagem da NIRCam é o "Monstro Verde" da imagem MIRI, ou um círculo de luz verde no centro do remanescente, que tem intrigado e desafiado os astrónomos.

Mas na imagem de infravermelhos próximos podem ser vistos novos pormenores que apontam para buracos circulares envoltos em branco e púrpura, designando partículas carregadas de detritos que dão forma ao gás libertado pela estrela antes de explodir.

Outra novidade na imagem da NIRCam é uma mancha apelidada "Baby Cas A", que pode ser vista no canto inferior direito e que parece ser uma descendência da maior remanescente de supernova - está localizada 170 anos-luz atrás da Cassiopeia A.

A Baby Cas A é, na verdade, uma caraterística chamada "eco de luz", onde a luz da supernova interagiu com a poeira e provocou o seu aquecimento. A poeira continua a brilhar à medida que arrefece ao longo do tempo.

"É espantoso", afirma Milisavljevic, que liderou uma equipa de projeto que contribuiu para a nova imagem. "Apareceram algumas características que são completamente novas e que vão mudar a forma como pensamos sobre os ciclos de vida estelares."

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