Usando o Observatório de raios X Chandra da NASA, astrônomos estudaram uma explosão em particular que pode fornecer pistas para a dinâmica de outras erupções estelares muito maiores.
© NASA/CXC/RIKEN/D. Takei (GK Persei em raios X, rádio e no visível)
Uma equipe de pesquisadores apontou o telescópio para GK Persei, um objeto que causou sensação no mundo da astronomia em 1901 quando, de repente, apareceu como uma das estrelas mais brilhantes no céu por alguns dias, antes de gradualmente diminuir de brilho. Hoje, os astrónomos citam GK Persei como um exemplo de uma "nova clássica", um surto de luz produzida por uma explosão termonuclear à superfície de uma anã branca, o remanescente denso de uma estrela semelhante ao Sol.
Uma nova pode ocorrer se a forte gravidade de uma anã branca puxa material de uma estrela companheira em órbita. Se material suficiente, principalmente na forma de hidrogênio gasoso, se acumular à superfície da anã branca, pode ocorrer fusão nuclear e caso esta se intensifique, culmina na explosão de uma bomba cósmica de hidrogênio. As camadas exteriores da anã branca são expelidas, produzindo uma nova que pode ser observada durante um período de meses a anos, à medida que o material se expande para o espaço.
As novas clássicas podem ser consideradas versões "em miniatura" das explosões de supernova. As supernovas assinalam a destruição de toda uma estrela e podem ser tão brilhantes que ofuscam toda a galáxia onde se encontram. As supernovas são extremamente importantes para a ecologia cósmica porque injetam quantidades enormes de energia para o gás interestelar e são responsáveis pela dispersão de elementos como o ferro, cálcio e oxigênio para o espaço, onde podem ser incorporados em gerações futuras de estrelas e planetas.
Embora os remanescentes de supernova sejam muito mais maciços e energéticos do que as novas clássicas, parte da física fundamental é igual. Ambos envolvem uma explosão e a criação de uma onda de choque que viaja com velocidades supersônicas pelo gás circundante.
As energias e massas mais modestas associadas com as novas clássicas significam que os remanescentes evoluem mais rapidamente. Isto, adicionando a uma muito maior frequência com que ocorrem em comparação com as supernovas, faz das novas clássicas alvos importantes para o estudo das explosões cósmicas.
O Chandra observou GK Persei pela primeira vez em fevereiro de 2000 e novamente em novembro de 2013. Esta linha de base de 13 anos fornece tempo suficiente para notar diferenças importantes na emissão de raios X e nas suas propriedades.
Esta nova imagem de GK Persei contém raios X do Chandra (azul), dados ópticos do telescópio espacial Hubble (amarelo) e dados de rádio do Very Large Array (rosa). Os dados de raios X mostram gás quente e os dados de rádio mostram a emissão de elétrons que foram acelerados para altas energias pela onda de choque da nova. Os dados ópticos revelam aglomerados de material expelido durante a explosão. A natureza da fonte semelhante a um ponto em baixo e à esquerda é ainda desconhecida.
Ao longo dos anos que englobam os dados do Chandra, os detritos da nova expandiram-se a uma velocidade em torno de 1,13 milhões de quilômetros por hora. Significando que durante esse período a onda de choque viajou cerca de 145 bilhões de quilômetros.
Uma descoberta intrigante ilustra como o estudo dos remanescentes de novas pode fornecer pistas importantes sobre o meio ambiente da explosão. A luminosidade de raios X do remanescente GK Persei diminuiu cerca de 40% ao longo dos 13 anos entre as observações do Chandra, enquanto a temperatura do gás no remanescente permaneceu essencialmente constante, a cerca de um milhão de graus Celsius. À medida que a onda de choque crescia e aquecia uma quantidade cada vez maior de matéria, a temperatura por trás da onda de choque devia ter diminuído. A diminuição de raios X e a temperatura constante observadas sugerem que a onda de energia varreu uma quantidade negligenciável de gás no ambiente ao redor da estrela ao longo dos últimos 13 anos. Isto sugere que a onda deve estar atualmente expandindo-se para uma região de densidade muito mais baixa do que anteriormente, dando pistas sobre a vizinhança estelar onde GK Persei reside.
O artigo que descreve estes resultados foi publicado na revista The Astrophysical Journal.
Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
