Telescópio Fermi da NASA Observa Superexplosão na Nebulosa do Caranguejo

A famosa Nebulosa do Caranguejo, a parte remanescente de uma supernova sofreu a erupção que produziu uma enorme explosão cinco vezes mais poderosa do que qualquer outra explosão previamente observada nesse objeto. No dia 12 de Abril de 2011, o Telescópio Espacial de Raios-Gamma Fermi da NASA detectou primeiro essa explosão que durou seis dias.

A nebulosa é na verdade formada pelos restos de uma estrela que explodiu, emitindo luz que chegou na Terra no ano de 1054. Ela está localizada a aproximadamente 6500 anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação de Taurus. No coração de uma nuvem de gás m expansão localiza-se o que foi deixado para trás do núcleo da estrela original, ou seja, uma estrela de nêutrons super densa que gira a uma velocidade de 30 vezes por segundo. Em cada rotação a estrela agita intensos jatos de radiação na direção da Terra, criando uma emissão pulsante característica de estrelas de nêutrons em rotação, também conhecidas como pulsares.

Além desses pulsos, os astrofísicos acreditam que a Nebulosa do Caranguejo foi uma fonte virtualmente constante de radiação de alta energia. Mas em Janeiro de 2011, os cientistas associados com diversos observatórios orbitais, incluindo os da NASA Fermi, Swift e o Rossi X-ray Timing Explorer, relataram uma mudança no brilho e na energia de raios-X, mudança essa de longo prazo.

“A Nebulosa do Caranguejo possui uma variabilidade de alta energia que só agora está sendo totalmente apreciada”, disse Rolf Buehler, um membro da equipe do Fermi Large Area Telescope (LAT)  localizado no Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, localizado no Departmente of Energy’s SLAC National Accelerator Laboratory e na Stanford University.

Desde 2009, o Fermi e o satélite AGILE da Agência Espacial Italiana têm detectado algumas explosões de curto prazo de raios gamma em energias superiores a 100 milhões de elétron volts (eV), ou seja, algo em torno de centenas de vezes maior do que as variações de raios-X observadas. Para critério de comparação, a energia emitida na luz visível é entre 2 e 3 eV.

Em 12 de Abril de 2011, o LAT do Fermi, e depois o AGILE, detectaram uma explosão que deixou a nebulosa 30 vezes mais energética do que as explosões de raios-gamma normais e que foi aproximadamente 5 vezes mais poderosa do que as explosões anteriores. No dia 16 de Abril de 2011, uma explosão ainda maior surgiu, mas dentro de poucos dias, a atividade incomum cessou por completo.

“Essas super explosões são as explosões mais intensas que nós observamos até o momento, e elas são eventos extremamente intrigantes”, disse Alice Harding do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Md. “Nós pensávamos que elas eram geradas por repentinos rearranjos do campo magnético não muito distante da estrela de nêutrons, mas exatamente onde isso acontece ainda é um mistério”.

As emissões de alta energia do Caranguejo eram pensadas como sendo o resultado do processo físico que faz com que a estrela de nêutrons gire em alta velocidade. Os teóricos normalmente concordam que as explosões precisam acontecer dentro da distância de um terço de ano-luz da estrela de nêutrons, mas os esforços para localizá-los com maior precisão tem se provado sem sucesso.

Desde Setembro de 2010, o Observatório de Raios-X Chandra da NASA rotineiramente monitora a nebulosa em um esforço de identificar emissões de raios-X associadas com explosões. Quando os cientistas do Fermi alertaram os astrônomos sobre a nova explosão, Martin Weisskopf e Allyn Tennant do Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Ala., dispararam um conjunto de observações pré-planejadas usando o Chandra.

“Graças ao alerta do Fermi, nós pudemos observar as explosões quando elas estavam na sua fase mais brilhante com relação aos raios gamma”, disse Weisskopf. “Apesar da excelente resolução do Chandra, nós não detectamos mudanças óbvias nas estruturas de raios-X da nebulosa e do pulsar ao redor que poderiam estar relacionadas com a explosão”.

Os cientistas acreditam que as explosões ocorrem à medida que intensos campos magnéticos próximo do pulsar sofrem uma reconstrução repentina. Essas mudanças podem acelerar partículas como elétrons a velocidades próximas da velocidade da luz. À medida que esses elétrons de alta velocidade interagem com o campo magnético eles emitem raios gamma.

Para considerar as emissões observadas, os cientistas dizem que os elétrons precisam ter energias 100 vezes maior que aquelas alcançadas na maioria dos aceleradores de partículas na Terra. Isso faz com que eles sejam os elétrons de maior energia conhecidos associados com uma fonte cósmica. Com base no aumento e no declínio dos raios gamma durante as explosões de Abril de 2011 os cientistas estimaram que o tamanho da região emissora deveria ser comparável ao tamanho do Sistema Solar.

O Fermi da NASA é uma parceria astrofísica e da física de partículas administrado pelo Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Md., e desenvolvido em colaboração com o U.S. Department of Energy, com importantes contribuições de instituições acadêmicas parceiras na França, Alemanaha, Itália, Japão, Suécia e EUA.

O Marshall Space Flight Center administra o programa Chandra para o Sicence Mission Directorate da NASA em Washington. O Smithsonian Astrophysical Observatory controla a ciência e as operações de voo do Chandra desde Cambridge, Mass.

Fonte:

http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/news/crab-flare.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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