Astrônomos flagram mais brilhante explosão de supernova vista em raios-X até hoje

Mais um membro da nova classe de explosões de supernovas conhecida como “vaca” foi descoberto – o mais brilhante visto em raios-X até hoje. O novo evento, denominado AT2020mrf, é apenas o quinto encontrado até agora pertencente a esse grupo, que recebeu esse nome após a primeira supernova encontrada nessa classe, AT2018cow, cujas três letras finais formam a palavra vaca em inglês.

Pesquisadores investigam o que pode estar por trás dessas explosões estelares incomuns. Novas evidências apontam para buracos negros ativos ou estrelas de nêutrons.

Quando uma estrela maciça explode, ela deixa para trás um buraco negro ou um remanescente estelar morto chamado estrela de nêutrons. Normalmente, esses remanescentes estelares são relativamente inativos e envoltos por material ejetado na explosão. 

No entanto, de acordo com Yuhan Yao, estudante de pós-graduação no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), eventos do grupo das “vacas” têm em seus núcleos objetos muito ativos e, principalmente, expostos, compactos que emitem raios-X de alta energia. Yao apresentou as novas descobertas virtualmente na 239ª reunião da Sociedade Astronômica Americana, e o estudo foi submetido à aceitação do Astrophysical Journal.

“Podemos ver no coração dessas explosões para testemunhar diretamente o nascimento de buracos negros e estrelas de nêutrons”, diz ela, observando que as supernovas não são camufladas pelo material.

Supernova recém-descoberta brilha 20 vezes mais do que a originária do grupo das vacas

O primeiro evento vaca, AT2018cow, chocou os astrônomos quando foi descoberto em 2018: a explosão estelar foi 10 vezes mais brilhante em luz visível do que supernovas típicas e desapareceu mais rapidamente.

Também forneceu uma grande quantidade de raios-X altamente variáveis, levando os astrônomos a acreditar que eles estavam testemunhando diretamente o nascimento de um buraco negro ou estrela de nêutrons pela primeira vez.

Outro fator peculiar das vacas é que elas jogam fora montes de massa antes de explodir, e essa massa fica iluminada mais tarde, após a explosão. Quando as estrelas explodem, elas geram ondas de choque que atravessam o material pré-existente, fazendo com que elas brilhem em rádio e luz de comprimento de onda milimétrica.

AT2020mrf é o primeiro a ser encontrado inicialmente em raios-X em vez de luz óptica. Yao e seus colegas detectaram o evento em julho de 2020, usando dados de raio-X do telescópio russo-alemão Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG). 

Eles verificaram observações feitas em luz óptica pela Zwicky Transient Facility (ZTF), que opera a partir do Observatório Palomar da Caltech, e descobriram que a ZTF também havia detectado o evento.

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Segundo revelaram os dados do SRG, a explosão inicialmente brilhou com 20 vezes mais luz de raio-X do que o evento original das vacas. Dados capturados um ano depois pelo Observatório de Raios-X Chandra da Nasa mostraram que a explosão não só ainda estava brilhando, como fazia isso com 200 vezes mais luz de raios-X do que a detectada do evento originário do grupo durante um período semelhante.

“Quando vi os dados de Chandra, não acreditei na análise no início”, diz Yao. “Eu refiz a análise várias vezes. Esta é a supernova vaca mais brilhante vista até hoje em raios-X”.

De acordo com os astrônomos, um “motor central” dentro dos detritos da supernova deve estar alimentando a intensa e contínua radiação de raios-X. “A grande quantidade de liberação de energia e a rápida variabilidade de raios-X vistas em AT2020mrf fornecem fortes evidências de que a natureza do motor central é um buraco negro muito ativo ou uma estrela de nêutrons girando rapidamente chamada magnetar”, diz Yao. “Em eventos parecidos com vacas, ainda não sabemos por que o motor central é tão ativo, mas provavelmente tem algo a ver com o tipo de estrela progenitora ser diferente das explosões normais”.

Como este evento não se parecia exatamente com os outros quatro eventos da classe das vacas, Yao diz que essa nova categoria de supernovas é mais diversificada do que se pensava originalmente. “Encontrar mais membros desta classe nos ajudará a determinar a fonte de seu poder”, diz ela.

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