A espaçonave de raios gama Fermi da NASA detectou uma explosão de supernova muito brilhante e supercarregada que pode ter sido alimentada por uma estrela morta altamente magnetizada, um tipo de estrela de nêutrons chamada magnetar. Na verdade, esse magnetismo nasce em uma supernova, quando o núcleo de uma estrela mais massiva que o Sol sofre um colapso gravitacional no final de sua vida.
Durante este grande declínio SupernovasNúcleos estelares com uma e duas vezes a massa o sol Esmague até um raio de cerca de 20 quilômetros para formar uma formação Estrela de nêutronsAqui está o que os cientistas dizem. Essa rápida contração significa que as estrelas de nêutrons são compostas de material tão denso que chega a trazer uma colher de sopa. Terra Ele pesa cerca de 10 milhões de toneladas (cerca de 350 Estátuas da Liberdade cabem em uma colher de chá), mas gira 700 vezes mais rápido a cada segundo. As linhas do campo magnético destas estrelas mortas também se unem, intensificando a força dos campos magnéticos das estrelas de neutrões, tornando os ímanes os objetos magnéticos mais poderosos do universo conhecido.
“Durante quase 20 anos, os astrónomos pesquisaram os dados do Fermi em busca de sinais de raios gama de milhares de supernovas e, embora algumas pistas intrigantes tenham sido relatadas, nada foi conclusivo ainda,” disse o líder da equipa, Fabio Acero, da Universidade de Paris-Saclay. disse em um comunicado.
Uma supernova super brilhante
Nas últimas décadas, os astrónomos observaram cerca de 400 supernovas com colapso do núcleo, que nascem, dependendo da massa inicial da estrela moribunda envolvida. buraco negro. Algumas dessas explosões estelares são descritas como “superluminosas” porque produzem 10 vezes mais luz visível do que outras supernovas com colapso do núcleo.
Em 2024, os cientistas revelaram que usaram com sucesso Fermi para detectar raios gama, a forma de luz mais energética emitida por uma supernova supercarregada designada SN 2017egm. A supernova explodiu a cerca de 440 milhões de anos-luz de distância, na galáxia NGC 3191. Embora essa distância seja enorme, foram necessários 440 milhões de anos para os raios gama alcançarem a Terra e Fermi, ainda uma das supernovas com colapso de núcleo mais próximas da Terra.
“Procuramos raios gama de seis supernovas superluminosas observadas nos primeiros 16 anos da missão do Fermi”, disse Guillem Marti-Devesa, do Instituto de Ciências Espaciais de Barcelona, Espanha. “SN 2017egm é o único que mostra evidências de raios gama, confirmando notas anteriores de que algumas supernovas brilham em raios gama. Abre uma nova janela para estudar estes fenómenos fascinantes.”
Os cientistas estão ansiosos para descobrir o que há nas supernovas superluminosas que lhes permite atingir um impacto tão poderoso. Uma teoria sugere que esta energia extra vem desde o nascimento e estes eventos ímã Com campos magnéticos 1.000 vezes mais fortes que as estrelas de nêutrons “normais”.
A equipe observou a emissão óptica e de raios gama emitida pelo SN 2017egm e comparou esses dados com modelos teóricos do fluxo de luz e partículas do ímã recém-nascido. Os modelos reproduziram especificamente como as partículas interagiam com a camada de material em expansão comprimida pela estrela progenitora moribunda da supernova. Uma nuvem de elétrons e pósitrons era interessante, além de suas contrapartículas de antimatéria.
Os cientistas acreditam que as partículas são ejetadas por uma magnetosfera recém-nascida em rápida rotação e chamam a nuvem de nebulosa de vento magnético. Acredita-se que o vento magnético aumenta a produção e absorção de raios gama pela nebulosa. Um dos processos que permite que isso aconteça é a aniquilação de partículas e a liberação de energia na forma de raios gama, que ocorre quando uma partícula de matéria e sua antimatéria se encontram. Estes raios gama atingem a camada exterior dos detritos da supernova e são convertidos em luz óptica de baixa energia, explicando porque é que estas supernovas superluminosas são tão brilhantes na luz visível.
“Cerca de três meses após o colapso, à medida que os detritos da supernova se expandem e esfriam, os raios gama começam a ser emitidos”, disse Acero. “Este modelo magnético reproduz muito bem a luminosidade da supernova e os tempos de chegada dos seus raios gama nos primeiros meses, mas mais tarde, quando a luz visível diminui de forma mais irregular, vemos espaço para melhorias.”
Acero e seus colegas têm uma teoria sobre o que causa esse escurecimento gradual, sugerindo que pode ser o resultado de detritos ejetados de uma estrela que foi destruída centenas de anos antes da extinção da supernova.
A equipe estava de olho no futuro, avaliando o quão eficiente o novo observatório terrestre de raios gama, o Cerenkov Telescope Array Observatory, seria na detecção de eventos como o SN 2017egm. Com 50 horas de observação, descobriram que o conjunto de telescópios localizado no Observatório do Paranal e na ilha espanhola de La Palma poderia detectar explosões cósmicas semelhantes a cerca de 500 milhões de anos-luz.
Isto ajudará os cientistas a finalmente compreender estas supernovas superpoderosas.
“O mecanismo mecânico do núcleo magnético discutido neste artigo gerou muitos progressos observacionais e teóricos em ímãs nos últimos 20 anos”, disse Judy Ragusin, membro da equipe, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. “A observação dos raios gama das supernovas dá-nos uma nova forma de investigar o seu funcionamento interno.”
Os resultados da equipe foram publicados na edição desta quarta-feira (20 de maio) da revista Astronomia e Astrofísica.
