O remanescente de supernova de 1987 parece não ter uma estrela de nêutrons. Crédito de imagem: Hubble. Clique para ampliar.
Em 1987, observadores terrestres viram uma estrela explodir na galáxia anã próxima chamada Grande Nuvem de Magalhães. Os astrônomos estudaram ansiosamente essa supernova - a mais próxima vista nos últimos 300 anos - e continuaram a examinar seus restos mortais. Embora sua onda de explosão tenha acendido nuvens de gás e poeira, a supernova parece não ter deixado nenhum núcleo para trás. Os astrônomos agora relatam que mesmo os olhos afiados do Telescópio Espacial Hubble falharam em localizar o buraco negro ou a estrela ultracompacta de nêutrons que eles acreditam ter sido criada pela morte da estrela há 18 anos.
“Acreditamos que uma estrela de nêutrons foi formada. A pergunta é: por que não vemos isso? " disse o astrônomo Genevieve Graves, da UC Santa Cruz, primeiro autor do artigo que anuncia esses resultados.
"Aí reside o mistério - onde está a estrela de nêutrons que falta?" ponderou o co-autor Robert Kirshner do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Quando uma estrela massiva explode, ela deixa para trás algum tipo de objeto compacto, uma bola do tamanho de uma cidade de partículas subatômicas chamada estrela de nêutrons ou um buraco negro. O resultado depende da massa da estrela progenitora. Estrelas menores formam estrelas de nêutrons, enquanto estrelas maiores formam buracos negros.
O progenitor da supernova (SN) 1987A pesava 20 vezes mais que o sol, colocando-o na linha divisória e deixando os astrônomos incertos sobre que tipo de objeto compacto ele produzia. Todas as observações até o momento falharam em detectar uma fonte de luz no centro do remanescente da supernova, deixando a questão do resultado sem resposta.
Detectar um buraco negro ou uma estrela de nêutrons é um desafio. Um buraco negro pode ser detectado apenas quando engole matéria, porque a matéria esquenta e emite luz quando cai no buraco negro. Uma estrela de nêutrons à distância da Grande Nuvem de Magalhães só pode ser detectada quando emite feixes de radiação como pulsar ou quando acumula matéria quente como um buraco negro.
"Uma estrela de nêutrons poderia estar lá dentro do SN 1987A, sem acumular matéria e sem emitir luz suficiente para que possamos ver", disse o astrônomo Peter Challis (CfA), segundo autor do estudo.
As observações descartaram a possibilidade de um pulsar no SN 1987A. Mesmo que os raios do pulsar não estivessem voltados para a Terra, eles iluminariam as nuvens de gás circundantes. No entanto, as teorias prevêem que pode demorar de 100 a 100.000 anos para um pulsar se formar após uma supernova, porque a estrela de nêutrons precisa ganhar um campo magnético suficientemente forte para alimentar o feixe de pulsar. O SN 1987A pode ser jovem demais para conter um pulsar.
Como resultado, a única maneira de os astrônomos detectarem o objeto central é procurar evidências de matéria acumulando uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Esse acréscimo pode ocorrer de duas maneiras: acréscimo esférico no qual a matéria cai de todas as direções, ou acréscimo de disco no qual a matéria espirala para dentro de um disco para o objeto compacto.
Os dados do Hubble descartam acréscimo esférico porque a luz desse processo seria brilhante o suficiente para detectar. Se a acreção do disco estiver ocorrendo, a luz que ele gera é muito fraca, o que significa que o próprio disco deve ser bem pequeno em massa e extensão radial. Além disso, a falta de radiação detectável indica que a taxa de acúmulo de disco deve ser extremamente baixa - menor que cerca de um quinto da massa da Lua por ano.
Na ausência de uma detecção definitiva, os astrônomos esperam aprender mais sobre o objeto central estudando as nuvens de poeira ao seu redor. Essa poeira absorve a luz visível e ultravioleta e irradia novamente a energia em comprimentos de onda infravermelhos.
"Estudando essa luz reprocessada, esperamos descobrir o que está alimentando o remanescente da supernova e iluminando a poeira", disse Graves. Observações futuras do Telescópio Espacial Spitzer da NASA devem fornecer novas pistas sobre a natureza do objeto oculto.
Observações adicionais do Hubble também podem ajudar a resolver o mistério. "O Hubble é a única instalação existente com a resolução e a sensibilidade necessárias para estudar esse problema", disse Kirshner.
O artigo que descreve essas descobertas está on-line em http://arxiv.org/abs/astro-ph?0505066
Fonte original: Comunicado de imprensa da CfA
