A imagem à esquerda mostra o resto de supernova SN 1006 completo, observado no rádio (vermelho), raios X (azul) e visível (amarelo). O segundo painel, correspondente à pequena região quadrada marcada na primeira imagem, é uma imagem detalhada obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA na região muito estreita da frente de choque, onde o material da supernova está a colidir com o meio interestelar. O terceiro painel mostra como é que a unidade de campo integral do instrumento VIMOS separa a imagem em muitas regiões pequenas, a radiação de cada uma separando-se num espectro das suas componentes de cor. Quando estes espectros são analisados, podemos construir mapas das propriedades do objeto. O exemplo que aqui se mostra à direita é um mapa de uma propriedade do gás (a largura de uma linha espectral), que varia de modo surpreendente e implica, juntamente com outros indicadores, a presença de prótons deslocando-se a alta velocidade.
Crédito:
ESO, Radio: NRAO/AUI/NSF/GBT/VLA/Dyer, Maddalena & Cornwell, X-ray: Chandra X-ray Observatory; NASA/CXC/Rutgers/G. Cassam-Chenaï, J. Hughes et al., Visible light: 0.9-metre Curtis Schmidt optical telescope; NOAO/AURA/NSF/CTIO/Middlebury College/F. Winkler and Digitized Sky Survey.
Novas observações muito detalhadas obtidas pelo Very Large Telescope do ESO (VLT) dos restos de uma supernova com mil anos de idade, revelaram pistas sobre a origem dos raios cósmicos. Pela primeira vez, as observações sugerem que a presença de partículas muito rápidas nos restos de supernova podem ser as precursoras dos raios cósmicos. Os resultados saem em 14 de fevereiro de 2013 na revista Science.
No ano de 1006 foi vista no céu austral uma nova estrela, tendo sido registada em todo o mundo. Era muitas vezes mais brilhante do que o planeta Vênus e pode até mesmo ter rivalizado com o brilho da Lua. Era tão brilhante no seu máximo, que produzia sombras e podia ser vista durante o dia. Mais recentemente, astrônomos identificaram o local desta supernova e deram-lhe o nome de SN 1006. Encontraram também um anel de material brilhante em expansão na constelação austral do Lobo, que constitui os restos desta vasta explosão.
Durante muito tempo suspeitou-se que tais restos de supernova pudessem ser o local onde alguns raios cósmicos se formariam. Os raios cósmicos são partículas de energia muito elevada que têm origem fora do Sistema Solar e que viajam quase à velocidade da luz. Mas até agora, a maneira como estes raios se formariam permanecia um mistério.
Uma equipe de astrônomos liderados por Sladjana Nikoli? (Instituto Max Planck para a Astronomia, Heidelberg, Alemanha [1]) utilizou o instrumento VIMOS montado no VLT para observar com detalhe inédito o resto da supernova SN 1006, com um milhar de anos de idade. A equipe pretendia estudar o que acontece na região onde o material ejetado a alta velocidade pela supernova entra em contato com a matéria interestelar estacionária – a frente de choque. Esta frente de choque, que se expande a enorme velocidade, é semelhante à explosão sônica produzida por um avião que entra em velocidade supersônica e é um candidato natural a um acelerador de partículas cósmicas.
Crédito:
Radio: NRAO/AUI/NSF/GBT/VLA/Dyer, Maddalena & Cornwell, X-ray: Chandra X-ray Observatory; NASA/CXC/Rutgers/G. Cassam-Chenaï, J. Hughes et al., Visible light: 0.9-metre Curtis Schmidt optical telescope; NOAO/AURA/NSF/CTIO/Middlebury College/F. Winkler and Digitized Sky Survey.
Pela primeira vez, a equipe obteve não apenas informação sobre o material na frente de choque em determinado ponto, mas construiu também um mapa das propriedades do gás e de como é que essas propriedades variam ao longo da frente de choque, o que forneceu pistas vitais para o mistério.
Os resultados foram surpreendentes, sugerindo que existem no gás muitos prótons deslocando-se a alta velocidade na região do choque [2]. Embora estes não sejam os tão procurados raios cósmicos de alta energia propriamente ditos, podem muito bem ser as “partículas semente” necessárias, que irão seguidamente interagir com o material da frente de choque de modo a atingir as energias extremamente elevadas necessárias para que voem pelo espaço como raios cósmicos.
Nikoli? explica: “Esta é a primeira vez que fomos capazes de ver em detalhe o que está a acontecer na frente de choque de uma supernova e ao seu redor. Encontramos evidências da existência de uma região que está a ser aquecida da maneira que esperaríamos se houvessem prótons a retirar energia por detrás da frente de choque”.
O estudo foi o primeiro a utilizar um espectrógrafo de campo integral [3] para investigar as propriedades das frentes de choque de restos de supernova com o máximo detalhe. A equipe espera agora aplicar o método a outros restos de supernova.
O co-autor Glenn van de Ven do Instituto Max Planck para a Astronomia, conclui: “Este tipo de aproximação observacional inovadora pode ser a chave para resolver o mistério de como é que os raios cósmicos se formam nos restos de supernova”.
Notas
[1] Esta nova evidência surgiu durante a análise de dados por parte de Sladjana Nikoli? (Instituto Max Planck para a Astronomia), no âmbito do seu trabalho de doutoramento na Universidade de Heidelberg. [2] Estes prótons chamam-se supertérmicos, já que se movem muito mais depressa do que o esperado, tendo em conta apenas a temperatura do material. [3] Este efeito é conseguido utilizando a chamada unidade de campo integral do VIMOS, onde a radiação coletada por cada pixel é separada nas suas componentes de cor e cada um destes espectros é gravado. Os espectros são posteriormente analisados individualmente, mapeando-se assim as velocidades e as propriedades químicas de cada parte do objeto observado.Mais Informações
Este trabalho foi descrito no artigo científico “An Integral View of Fast Shocks around Supernova 1006”, que será publicado em 14 de fevereiro de 2013 na revista Science.
A equipe é composta por Sladjana Nikoli? (Instituto Max Planck Institute para a Astronomia [MPIA], Heidelberg, Alemanha), Glenn van de Ven (MPIA), Kevin Heng (Universidade de Berna, Suíça), Daniel Kupko (Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam [AIP], Potsdam, Alemanha), Bernd Husemann (AIP), John C. Raymond (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, EUA), John P. Hughes (Rutgers University, Piscataway, EUA), Jesús Falcon-Barroso (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Espanha).
O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a pesquisa em astronomia e é o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO é financiado por 15 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronômicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação nas pesquisas astronômicas. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope, o observatório astronômico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. O ESO está planejando o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 39 metros que observará na banda do visível e infravermelho próximo. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.
Crédito:
NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA). Acknowledgment: W. Blair (Johns Hopkins University)
Fonte:
http://www.eso.org/public/brazil/news/eso1308/
