Astrônomos que estudam buracos negros encontraram outra raridade: uma estrela morta se afastando de sua supernova de nascimento, deixando um rastro de emissão de rádio semelhante a um cometa.
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A passagem de um pulsar em alta velocidade. (Motta et al., arXiv, 2023)
Batizada de PSR J1914+1054g, a estrela é apenas a quarta conhecida de seu tipo: um pulsar de rádio chutado em alta velocidade pelo espaço, para o qual os astrônomos observaram não apenas o pulsar, mas o rastro atrás dele conhecido como nebulosa de choque de arco, e o remanescente de supernova de onde foi chutado. Uma equipe de cientistas liderada pela astrofísica Sara Elisa Motta, do Observatório Astronômico de Brera, na Itália, e da Universidade de Oxford, no Reino Unido, batizou a nebulosa de Mini Mouse.
A morte de uma estrela enorme é um caso bastante violento. Quando eles ficam sem combustível, a fusão que fornece a pressão externa que sustenta a estrela contra a pressão interna da gravidade cai de repente, e as coisas ficam confusas.
A estrela vai crescendo, vomitando suas entranhas em todos os lugares, enquanto o núcleo colapsa sob a gravidade em uma estrela de nêutrons ultradensa de até 2,16 vezes a massa do Sol, embalada em uma esfera de apenas 20 quilômetros (12 milhas) de diâmetro.
Em muitos casos, esses restos estelares podem ser encontrados escondidos na nebulosa criada por seus restos explodidos. Mas se a explosão da supernova for desequilibrada, a distribuição de energia desigual pode encontrar a estrela de nêutrons pelo espaço em altas velocidades, ampliando a galáxia.
Mas um conjunto especial de circunstâncias é necessário para produzir uma nebulosa como o Mini Mouse.
Primeiro, a estrela de nêutrons tem que ser um pulsar – aquele que está girando em altas velocidades, assim chamado porque "pulsa" como um farol cósmico enquanto feixes de radiação disparam de seus polos, guiados e acelerados por poderosos campos magnéticos.
Esses campos magnéticos também aceleram partículas carregadas em um vento furioso que gira em torno do pulsar, às vezes interagindo com o meio interestelar circundante para gerar uma nebulosa de vento pulsar.
Mas se esse pulsar recebe um chute natal por uma supernova irregular, um choque de arco se forma na direção da viagem, redirecionando e canalizando o vento pulsar atrás do pulsar, como a cauda de um cometa. Isso é conhecido como uma nebulosa pulsar de arco e choque, visível como um brilho de luz.
Motta e seus colegas estavam usando o radiotelescópio MeerKAT, na África do Sul, para estudar uma estrela binária chamada GRS 1915+105. Consistindo de um buraco negro e uma estrela normal, eles notaram algo peculiar sobre essa estrela binária: uma mancha de luz atravessando seu campo de visão parecendo surpreendentemente semelhante a uma nebulosa pulsar de choque de arco descoberta em 1987 chamada Mouse.
Imagem anotada destacando a nebulosa de choque do arco e o remanescente da supernova, com uma visão mais próxima da nebulosa inserida no canto superior esquerdo. (Motta et al., arXiv, 2023)
Uma pesquisa através de dados coletados pela pesquisa FAST Galactic Plane Pulsar Snapshot (GPPS) revelou um pulsar recém-descoberto com um período de rotação de 138 milissegundos que parecia estar posicionado na frente dessa raia. Observações de acompanhamento realizadas pela equipe revelaram que o J1914 é colocado exatamente na cabeça da nebulosa.
Os dados de rádio do MeerKAT também revelaram uma forma circular tênue muito atrás do pulsar e de sua cauda, com a trajetória parecendo traçar de volta ao seu centro. Isso, os pesquisadores identificaram como o remanescente da supernova que deu origem ao pulsar J1914.
O comprimento da cauda, descobriu a equipe, é de cerca de 40 anos-luz, e o raio do remanescente da supernova é de cerca de 43 anos-luz. Eles também determinaram que já se passaram cerca de 82.000 anos desde que o pulsar nasceu (ou seja, a supernova ocorreu); traçando de volta para o centro da nebulosa, que coloca a velocidade do J1914 em um supersônico de 320 a 360 quilômetros por segundo (200 a 225 milhas por segundo).
Isso está longe de ser a estrela de fuga mais rápida que já vimos, e não é suficiente para alcançar a velocidade de escape da Via Láctea, mas é um clipe bastante impressionante. E, como os pesquisadores observaram, apenas três outros pulsares foram identificados com as mesmas características.
A descoberta, disseram os pesquisadores, ajudará os astrônomos a entender melhor os pulsares e seus ventos, explosões de supernovas, o meio interestelar local, partículas de alta velocidade e choques gerados pelo vento. Além disso, representa o potencial do MeerKAT em descobrir esses objetos até então raros de encontrar.
"Graças à detecção de estruturas semelhantes ao Mouse e Mini Mouse", escrevem.
"O MeerKAT ajudará a revelar mais pulsares de rádio jovens, o que aumentará a população ainda pequena de tais objetos, que se prevê que conte milhares de membros em nossa galáxia."
A pesquisa foi aceita para publicação no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e está disponível no servidor de pré-impressão arXiv.
Fonte: sciencealert.com
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