Quando uma estrela esgota seu combustível nuclear no final de sua vida útil, sofre um colapso gravitacional e lança suas camadas externas. Isso resulta em uma magnífica explosão conhecida como supernova, que pode levar à criação de um buraco negro, um pulsar ou uma anã branca. E, apesar de décadas de observação e pesquisa, ainda há muito que os cientistas não sabem sobre esse fenômeno.
Felizmente, observações contínuas e instrumentos aprimorados estão levando a todos os tipos de descobertas que oferecem chances de novos insights. Por exemplo, uma equipe de astrônomos do Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO) e da NASA observou recentemente um pulsar de “bala de canhão” que se afasta da supernova que se acredita ter sido criada. Essa descoberta já está fornecendo informações sobre como os pulsares podem aumentar a velocidade de uma supernova.
O pulsar, designado PSR J0002 + 6216 (J0002), está localizado a cerca de 6.500 anos-luz da Terra. Foi originalmente descoberto em 2017 por cientistas cidadãos que trabalham para um projeto chamado [email protected], que conta com voluntários para analisar dados do telescópio espacial de raios gama Fermi da NASA (FGST). Este projeto foi responsável pela descoberta de 23 pulsares até o momento.
No entanto, foi essa descoberta em particular que foi especialmente significativa. Desde que foi descoberta, uma equipe liderada por Frank Schinzel, do Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO), conduziu observações de rádio de acompanhamento usando o Very Large Array (VLA) de Karl G. Jansky, no Novo México. Isso mostrou que o pulsar tinha uma cauda de partículas chocadas e energia magnética que se estendia 13 anos-luz atrás dele.
Ainda mais interessante foi o fato de essa cauda apontar para o centro de um remanescente de supernova localizado 53 anos-luz atrás dele (CTB 1). Essa cauda foi o resultado do movimento rápido do pulsar através do gás interestelar, que resultou em ondas de choque que produzem energia magnética e partículas aceleradas. Como Shinzel explicou em um recente comunicado de imprensa da NASA:
“Graças à sua cauda estreita, semelhante a um dardo, e a um ângulo de visão fortuito, podemos rastrear esse pulsar de volta ao seu local de nascimento. Um estudo mais aprofundado desse objeto nos ajudará a entender melhor como essas explosões são capazes de "chutar" estrelas de nêutrons a uma velocidade tão alta ".
Baseando-se nos dados da Fermi, a equipe conseguiu medir com que rapidez e em que direção o pulsar estava se movendo. Isso foi realizado por meio de uma técnica conhecida como "tempo do pulsar", em que flashes de raios gama que ocorrem a cada rotação do pulsar (no caso de J0002, 8,7 vezes por segundo) são usados para rastrear o movimento.
A partir disso, a equipe determinou que o J0002 estava viajando a uma velocidade de cerca de 1125 km / s (700 mps) ou 4 milhões de km / h (2,5 milhões de mph). No passado, os cientistas observavam pulsares viajando em alta velocidade, mas a uma velocidade média cerca de cinco vezes mais lenta - 240 km / s (150 mps). Como Dale Frail (pesquisador da NRAO que fazia parte da equipe de descoberta) explicou:
"Os detritos de explosão no remanescente da supernova se expandiram originalmente mais rápido que o movimento do pulsar. No entanto, os detritos foram retardados por seu encontro com o material tênue no espaço interestelar, de modo que o pulsar foi capaz de alcançá-lo e alcançá-lo. ”
A equipe também determinou que o pulsar acabaria alcançando a concha em expansão criada pela supernova. A princípio, os detritos em expansão da supernova teriam se movido para fora mais rápido que o J0002, mas após cerca de 5000 mil anos, a interação da concha com o gás interestelar diminuiu gradualmente a velocidade. Por 10.000 anos, que é o que os astrônomos estão vendo agora, o pulsar estava bem fora da concha.
Enquanto os astrônomos sabem há muito tempo que os pulsares podem acelerar a velocidade das explosões de supernovas que os criam, eles ainda não estão claros sobre como isso acontece. Uma possível explicação é que as instabilidades na estrela em colapso poderiam ter produzido uma região densa e lenta de matéria que começou a puxar a estrela de nêutrons, acelerando-a gradualmente para longe do centro da explosão.
"Este pulsar está se movendo rápido o suficiente para eventualmente escapar da nossa Via Láctea", disse Frail. “Inúmeros mecanismos para produzir o chute foram propostos. O que vemos no PSR J0002 + 6216 apóia a idéia de que instabilidades hidrodinâmicas na explosão da supernova são responsáveis pela alta velocidade desse pulsar. ”
No futuro, a equipe planeja realizar observações adicionais usando o VLA, o Very Long Baseline Array da National Science Foundation (VLBA) e o Observatório de Raios-X Chandra da NASA. Espera-se que esses acompanhamentos forneçam mais pistas sobre como esse pulsar ganhou tanta velocidade, o que pode ajudar bastante a resolver parte do mistério que ainda envolve explosões de supernovas.
Esses resultados foram compartilhados recentemente na 17ª reunião da Divisão de Astrofísica de Alta Energia (HEAD) da Sociedade Astronômica Americana, realizada de 17 a 21 de março em Monterey, Califórnia. Eles também são objeto de um estudo que está sendo revisado para publicação na última edição da As Cartas do Jornal Astrofísico.
