Astrônomos Registram Uma Distante E Solitária Estrela de Nêutrons

Os astrônomos descobriram um tipo especial de estrela de nêutrons pela primeira vez fora da Via Láctea, usando dados do Observatório de Raios-X Chandra da NASA, e dados do Very Large Telescope do ESO no Chile.

Estrelas de nêutrons são núcleos ultra densos de estrelas massivas que colapsaram e sofreram a explosão de uma supernova. Essa estrela de nêutrons recém-identificada é uma variedade rara pois ela tem um campo magnético fraco e não possui uma companheira.

A estrela de nêutrons está localizada dentro de uma remanescente de supernova, conhecida como 1E 0102.2-7219, na Pequena Nuvem de Magalhães, a cerca de 200 mil anos-luz de distância da Terra.

Essa nova imagem da E0102 permite que os astrônomos possam aprender novos detalhes sobre esse objeto que foi descoberto a mais de 3 décadas atrás. Nessa imagem, os raios-X obtidos pelo Chandra, aparecem na tonalidade azul e roxa, e os dados da luz visível obtidos pelo Multi Unit Spectroscopic Explorer, ou MUSE do VLT aparecem em vermellho brilhante. Dados adicionais do Telescópio Espacial Hubble também foram integrados na imagem e aparecem como vermelho escuro e verde na imagem.

Remanescentes de supernovas ricas em oxigênio como a E0102 são importantes para se entender como estrelas massivas fundem elementos leves em elementos mais pesados antes de explodir. Observadas poucos milhares de anos depois da explosão original, as remanescentes ricas em oxigênio contêm os detritos ejetados do interior da estrela morta. Esses detritos, a estrutura filamentar vista como verde na imagem, são observados hoje vagando pelo espaço após a explosão a velocidades de milhões de quilômetros por hora.

As observações do Chandra da E0102 mostra que a remanescente de supernova é dominada por uma grande estrutura em forma de anel, em raios-X, associada com a onda de choque da supernova. Os novos dados do MUSE revelaram um anel menor de gás, em vermelho, que está se expandindo mais lentamente do que a onda de choque. No centro desse anel está uma fonte pontual de raios-X. Juntos, o pequeno anel e a fonte pontual agem como um alvo celeste.

Os dados combinados do Chandra e do MUSE sugerem que essa fonte é uma estrela de nêutrons isolada, criada na explosão de supernova a milênios atrás. A assinatura de energia do raio-X, ou o seu espectro, é muito similar àquele de estrelas de nêutrons localizadas no centro de duas outras famosas remanescentes de supernovas ricas em oxigênio, a Cassiopeia A e a Puppis A. Essas duas estrelas de nêutrons também não possuem uma estrela companheira.

A falta de evidência para uma extensa emissão nas ondas de rádio ou pulsos de radiação em raios-X, normalmente associados com estrelas de nêutrons altamente magnetizadas e girando rapidamente, indicam que os astrônomos detectaram a radiação de raio-X da superfície quente de uma estrela de nêutrons isolada com um campo magnético fraco. Cerca de 10 objetos parecidos com esse já foram detectados na Via Láctea, mas essa é a primeira detecção desse tipo de estrela de nêutrons realizada fora da Via Láctea.

Mas como essa estrela de nêutrons terminou nessa posição final, que aparentemente é bem deslocada do centro da concha circular da emissão de raios-X produzida pela onda de choque da supernova? Uma possibilidade é que a explosão de supernova ocorreu perto do centro da remanescente, mas a estrela de nêutrons foi chutada para longe pelo fato da explosão ter ocorrido de forma assimétrica. Contudo nesse cenário, é difícil explicar por que a estrela de nêutrons hoje, está circulada por um anel de gás recente visto em comprimentos de onda da luz visível.

Outra possível explicação é que a estrela de nêutrons está se movendo vagarosamente e a sua posição atual é aproximadamente onde ocorreu a explosão da supernova. Nesse caso o material no anel óptico pode ter sido ejetado durante a explosão da supernova, ou pela estrela progenitora poucos milhares de anos antes.

Um desafio para esse segundo cenário é que o local da explosão estaria localizado bem longe do centro da remanescente como determinado pela emissão de raios-X. Isso implicaria num conjunto especial de circunstância para os arredores da E0102: por exemplo, uma cavidade cavada pelos ventos da estrela progenitora antes da explosão da supernova, e variações na densidade do gás e da poeira interestelar ao redor da remanescente.

Futuras observações da E0102 em comprimentos de onda da luz visível, de raios-X e em ondas de rádio, ajudarão os astrônomos a resolver esse intrigante quebra-cabeça gerado pela estrela de nêutrons solitária.

Um artigo descrevendo esses resultados foi publicado na edição de Abril da revista Nature Astronomy e está no final do post para quem quiser ler. O Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, no Alabama, gerencia o programa Chandra para o Science Mission Directorate da NASA em Washington. O Smithsonian Astrophysical Observatory, em Cambridge, Massachusetts, controla as operações científicas e de voo do Chandra.

Para mais imagens, e materiais do Chandra, visite:

http://www.nasa.gov/chandra

Artigo:

https://arxiv.org/pdf/1803.01006.pdf

Fonte:

https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/astronomers-spot-distant-and-lonely-neutron-star.html

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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