Utilizando o Very Large Telescope do ESO, os astrônomos obtiveram pela primeira vez uma imagem tridimensional da distribuição do material mais interior expelido por uma estrela que acabou de explodir. De acordo com os novos resultados, a explosão original foi intensa e teve uma direção privilegiada, o que constitui uma forte indicação de que a supernova terá sido muito turbulenta, corroborando assim os mais recentes modelos computacionais.
Ao contrário do Sol, que morrerá de modo bastante pacífico, as estrelas de grande massa ao chegarem ao final das suas vidas explodem sob a forma de supernovas, expelindo enormes quantidades de matéria para o espaço interestelar. Nesta classe de objetos, a Supernova 1987A (SN 1987A), situada na galáxia vizinha Grande Nuvem de Magalhães, ocupa um lugar especial. Detectada em 1987, foi a primeira supernova a ser observada a olho nu no espaço de tempo de 383 anos. Devido à sua proximidade, os astrônomos puderam estudar a explosão de uma estrela de grande massa e seguir a sua evolução com muito mais detalhe do que até então tinha sido possível. Não é, por isso, surpreendente que tão poucos eventos na astronomia moderna tenham tido uma resposta tão entusiasta por parte dos cientistas.
A SN 1987A tem sido uma bonança para a astrofísica. Proporcionou vários resultados pioneiros e observações notáveis, como a detecção de neutrinos vindos da zona mais interior do núcleo estelar em colapso e que dão origem à explosão, a localização da estrela antes da explosão em arquivos de placas fotográficas, indícios de uma explosão assimétrica, a observação direta de elementos radioativos produzidos durante a explosão, a observação da formação de poeira na supernova, e a detecção de material circumstelar e interestelar.
Novas observações obtidas com o instrumento SINFONI, montado no Very Large Telescope do ESO (VLT) forneceram ainda mais informação sobre este evento extraordinário, já que os astrônomos obtiveram agora, e pela primeira vez, uma reconstrução 3D das partes centrais do material em explosão.
A imagem 3D mostra que a explosão foi mais forte e mais rápida em algumas direções do que noutras, o que leva a uma forma irregular onde algumas partes se encontram mais alongadas do que outras.
O primeiro material a ser ejetado pela explosão viajou à incrível velocidade de 100 milhões de quilômetros por hora, o que corresponde a cerca de um décimo da velocidade da luz ou a cerca de 100 000 vezes mais depressa do que um avião de passageiros. Mesmo a esta velocidade extremamente elevada, este primeiro material demorou 10 anos a atingir o anel de gás e poeira que é lançado pela estrela na fase final da sua vida, antes da explosão da supernova. As imagens mostram ainda que outra onda de matéria se encontra a viajar dez vezes mais devagar e que está a ser aquecida por elementos radioativos criados durante a explosão.
“Calculamos a distribuição de velocidades do material ejetado pela Supernova 1987A,” diz a autora principal Karina Kjær. “Ainda não compreendemos bem como explode uma supernova, mas o modo como a estrela explodiu encontra-se imprimido no material mais interior. Podemos ver que este material não foi ejetado simetricamente em todas as direções, mas parece ter uma direção privilegiada. Além disso, essa direção é diferente daquela que esperávamos, baseados na posição do anel.”
Tal comportamento assimétrico foi previsto por alguns dos mais recentes modelos computacionais de supernovas, os quais descobriram que instabilidades a larga escala ocorrem durante a explosão. As novas observações são, por isso, a primeira confirmação direta de tais modelos.
SINFONI é o instrumento de ponta do seu tipo, e apenas o nível de detalhe que atinge permitiu à equipe obter estes resultados. Sistemas de óptica adaptativa avançada contrapõem os efeitos de desfocagem devidos à atmosfera terrestre, enquanto que uma técnica chamada espectroscopia de campo integral permitiu aos astrônomos o estudo em simultâneo de várias partes do núcleo caótico da supernova, levando assim à construção da imagem 3D.
“A espectroscopia de campo integral é uma técnica especial onde para cada pixel obtemos informação sobre a natureza e velocidade do gás,” diz Kjær. “Isto quer dizer que, para além da imagem normal, temos também a velocidade ao longo da linha de visão. Uma vez que sabemos o tempo que passou desde a explosão, e porque o material se desloca em direção ao exterior sem restrições, podemos converter esta velocidade em distância. O que nos dá uma imagem do material interior ejetado visto de frente e de lado.”
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