A supernova 1987A deixou para trás uma estrela de nêutrons, de acordo com novas observações do telescópio espacial James Webb (JWST).
© Hubble / Webb (SN 1987A e fonte compacta de argônio)
A imagem acima é uma combinação obtida pelo telescópio espacial Hubble de SN 1987A e da fonte compacta de argônio. A fonte azul fraca no centro é a emissão da fonte compacta detectada com o instrumento NIRSpec do JWST. Do lado de fora estão os detritos estelares, contendo a maior parte da massa, expandindo-se a milhares de km/s. O brilhante “colar de pérolas” interno é o gás das camadas externas da estrela que foi expelido cerca de 20.000 anos antes da explosão final. É que os detritos rápidos estão agora colidindo com o anel, explicando os pontos brilhantes. Fora do anel interno estão dois anéis externos, presumivelmente produzidos pelo mesmo processo que formou o anel interno. As estrelas brilhantes à esquerda e à direita do anel interno não têm relação com a supernova.
A explosão estelar foi observada pela primeira vez em 23 de fevereiro de 1987. No entanto, as evidências conclusivas da existência da estrela de nêutrons revelaram-se ilusórias. Agora, uma equipe liderada por Claes Fransson (Universidade de Estocolmo) afirma ter resolvido o caso.
Uma estrela massiva que fica sem combustível nuclear lança as suas camadas exteriores para o espaço, formando um remanescente de supernova em expansão. Mas o núcleo da estrela entra em colapso. Dependendo da massa do núcleo, isto leva a um buraco negro ou a uma estrela de nêutrons, ou seja, uma esfera superdensa de partículas nucleares mais massiva que o Sol, mas não maior do que cerca de 25 quilômetros de diâmetro.
A uma distância de cerca de 168.000 anos-luz, a SN1987A foi a supernova mais próxima observada na história recente. A detecção de neutrinos produzidos pela explosão sugeriu a formação de uma estrela de nêutrons, mas o objeto ultracompacto permanece escondido por gás e poeira nas partes internas do remanescente da supernova.
A poeira absorve grande parte da radiação. No entanto, o JWST observa no infravermelho, onde a absorção pela poeira é mínima. Os sensíveis espectrógrafos de infravermelho médio e próximo de Webb detectaram agora linhas de emissão de átomos de argônio e enxofre altamente ionizados (átomos que perderam até cinco elétrons) bem no centro do remanescente, indicando a presença de uma fonte energética próxima de raios X. A única fonte possível é uma estrela de nêutrons jovem e quente, que tem uma temperatura superficial de 2 milhões a 3 milhões de graus e irradia raios X de alta energia.
Curiosamente, os resultados do JWST podem indicar que a estrela de nêutrons está percorrendo o espaço a uma velocidade de algumas centenas de quilômetros por segundo, uma vez que a região de emissão de argônio e enxofre está ligeiramente deslocada do centro original da explosão. As linhas de emissão estão desviadas para o azul, indicando que está se movendo em nossa direção. Essas velocidades natais são um fenômeno bem conhecido das estrelas de nêutrons, resultantes de uma ligeira assimetria da explosão da supernova.
A evidência da existência de uma estrela de nêutrons foi aumentando lentamente. Em 2019, observações do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, revelaram uma bolha de poeira quente, possivelmente aquecida por uma estrela de nêutrons. Dois anos mais tarde, uma equipe liderada por Emanuele Greco (Universidade de Palermo, Itália) encontrou evidências em raios X de uma nebulosa de vento pulsar, um fluxo de partículas carregadas, aceleradas pelo poderoso campo magnético de uma estrela de nêutrons em rápida rotação. No entanto, não puderam excluir uma explicação alternativa: os raios X que observaram também poderiam ser produzidos por choques no anel brilhante de gás que rodeia a estrela que explodiu.
Graças à alta resolução angular do JWST, a equipe tem agora a certeza de que esses raios X ionizantes devem ter origem muito perto do local da explosão. No entanto, ainda não conseguem distinguir se os raios X vêm da superfície da própria estrela de nêutrons ou de uma nebulosa de vento pulsar em torno da estrela. Uma prova direta envolveria a detecção de pulsações de rádio ou raios X da estrela de nêutrons, ou a observação de uma fonte pontual de raios X.
Os resultados aparecem numa artigo da revista Science.
Fonte: Sky & Telescope
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