A espaçonave de raios gama Fermi da NASA observou uma explosão de supernova ultrabrilhante e supercarregada que pode ter sido alimentada por uma estrela morta altamente magnética, um tipo de estrela de nêutrons chamada magnetar. O magnetar nasceu na própria supernova, forçado a existir quando o núcleo de uma estrela muito mais massiva que o nosso Sol sofre um colapso gravitacional no final da sua vida.
Durante essas falhas principais supernovauma a duas vezes a massa do núcleo da estrela sol esmagado em um raio de cerca de 20 quilômetros, formando um estrela de nêutronscomo os cientistas dizem que veem aqui. Esta compressão rápida não só significa que as estrelas de nêutrons são feitas de material muito denso, como uma colher de chá dele criaria Terra Eles pesam cerca de 10 milhões de toneladas (pense em 350 Estátuas da Liberdade em uma colher de chá), mas isso também os faz girar 700 vezes por segundo. As linhas do campo magnético destas estrelas mortas também são forçadas uma contra a outra, aumentando a força do campo magnético da estrela de nêutrons, o que torna os magnetares os objetos magnéticos mais poderosos do universo conhecido.
“Durante quase 20 anos, os astrónomos têm procurado nos dados do Fermi sinais de raios gama de milhares de supernovas e, embora algumas pistas interessantes tenham sido relatadas, até agora nenhuma foi conclusiva,” disse Fabio Acero, líder da equipa na Universidade de Paris-Saclay. disse em um comunicado.
supernova super brilhante
Nas últimas décadas, os astrónomos observaram cerca de 400 supernovas com colapso do núcleo, que também podem ter nascido, dependendo da massa inicial da estrela moribunda em questão. buraco negro. Algumas destas explosões estelares são descritas como “hiperluminosas” porque produzem mais de dez vezes a luz visível de outras supernovas com colapso do núcleo.
Em 2024, os cientistas revelaram que usaram com sucesso Fermi Raios gama descobertos, a forma de luz mais energética, emitidos por uma supernova supercarregada chamada SN 2017egm. A supernova explodiu na galáxia NGC 3191, a cerca de 440 milhões de anos-luz de distância da Terra. Apesar de estar tão distante que levou 440 milhões de anos para que os raios gama do evento alcançassem a Terra e Fermi, ainda é uma das supernovas com colapso de núcleo mais próximas da Terra até hoje.
“Procuramos raios gama das seis supernovas superluminosas mais recentes durante os primeiros 16 anos da missão Fermi”, disse Guillem Martí-Devesa, do Instituto de Ciências Espaciais de Barcelona, Espanha, em um comunicado. “Apenas o SN 2017egm mostrou evidências de raios gama, confirmando sugestões anteriores de que algumas supernovas podem brilhar tanto em raios gama como em luz visível.”
Os cientistas estão interessados em explorar porque é que as supernovas superluminosas têm um impacto tão poderoso. Uma teoria é que esta energia extra vem do fato de que estes eventos geraram: magnetar Seu campo magnético é 1.000 vezes mais forte que o de uma estrela de nêutrons “comum”.
A equipe observou a radiação óptica e de raios gama emitida pelo SN 2017egm e comparou os dados com modelos teóricos do fluxo de luz e partículas de magnetares recém-nascidos. Os modelos recriam especificamente como essas partículas interagem com a camada de material em expansão liberada pela estrela progenitora moribunda da supernova. De particular interesse são as nuvens de elétrons e pósitrons e suas partículas homólogas de antimatéria.
Os cientistas acreditam que essas partículas são ejetadas de magnetares recém-nascidos em rotação rápida e chamam a nuvem de nebulosa do vento magnetar. Acredita-se que as nebulosas de vento magnetar contribuem para a produção e absorção de raios gama. Um dos processos que permite isso é a aniquilação de partículas, a liberação de energia na forma de raios gama quando as partículas de matéria encontram suas contrapartes de antimatéria. Esses raios gama atingem a camada externa dos detritos da supernova e são convertidos em luz visível de baixa energia, o que explica por que essas 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 podem começar a vazar”, disse Acero. “Este modelo magnetar reproduz melhor a luminosidade da supernova e os tempos de chegada dos raios gama nos primeiros meses, mas vemos espaço para melhorias mais tarde na vida, quando a luz visível diminui de forma muito irregular.”
Arcero e os seus colegas têm uma teoria sobre o que causa este desvanecimento, sugerindo que pode ser o resultado de detritos ejetados por uma estrela destruída centenas de anos antes da sua destruição por supernova cair de volta no magnetar.
A equipa também está a olhar para o futuro, avaliando a eficácia do novo observatório terrestre de raios gama, o Cherenkov Telescope Array, na descoberta de eventos como o SN 2017egm. Eles descobriram que dentro de 50 horas de observação, um conjunto de telescópios no Observatório do Paranal, na ilha espanhola de La Palma, deverá ser capaz de detectar explosões cósmicas semelhantes a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância.
Isto poderia ajudar os cientistas a finalmente compreender estas supernovas ultrapoderosas.
“O mecanismo do motor central magnetar discutido neste artigo baseia-se nos avanços nas observações e teorias magnetares ao longo dos últimos 20 anos,” disse Judy Racusin, membro da equipa, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. “A observação dos raios gama emitidos pelas supernovas dar-nos-á uma nova forma de explorar o seu funcionamento interno.”
As descobertas da equipe foram publicadas na quarta-feira (20 de maio) na revista Astronomia e Astrofísica.
