Nota de Imprensa

Observando uma Explosão Estelar em 3D

4 de Agosto de 2010

Utilizando o Very Large Telescope do ESO, os astrónomos obtiveram pela primeira vez uma imagem tridimensional da distribuição do material mais interior expelido por uma estrela que acabou de explodir. De acordo com os novos resultados, a explosão original foi intensa e teve uma direcção privilegiada, o que constitui uma forte indicação de que a supernova terá sido muito turbulenta, corroborando assim os mais recentes modelos computacionais.

Ao contrário do Sol, que morrerá de modo bastante pacífico, as estrelas de grande massa ao chegarem ao final das suas vidas explodem sob a forma de supernovas, expelindo enormes quantidades de matéria para o espaço interestelar. Nesta classe de objectos, a Supernova 1987A (SN 1987A), situada na galáxia vizinha Grande Nuvem de Magalhães, ocupa um lugar especial. Detectada em 1987, foi a primeira supernova a ser observada a olho nu no espaço de tempo de 383 anos (eso8704). Devido à sua proximidade, os astrónomos puderam estudar a explosão de uma estrela de grande massa e seguir a sua evolução com muito mais detalhe do que até então tinha sido possível. Não é, por isso, surpreendente que tão poucos eventos na astronomia moderna tenham tido uma resposta tão entusiasta por parte dos cientistas.

SN 1987A tem sido uma bonança para a astrofísica (eso8711 e eso0708). Proporcionou vários primeiros resultados e observações notáveis, como a detecção de neutrinos vindos da zona mais interior do núcleo estelar em colapso e que dão origem à explosão, a localização da estrela antes da explosão em arquivos de placas fotográficas, indícios de uma explosão assimétrica, a observação directa de elementos radioactivos produzidos durante a explosão, a observação da formação de poeira na supernova, e a detecção de material circumstelar e interestelar (eso0708).

Novas observações obtidas com o instrumento SINFONI [1], montado no Very Large Telescope do ESO (VLT) forneceram ainda mais informação sobre este evento extraordinário, já que os astrónomos obtiveram agora, e pela primeira vez, uma reconstrução 3D das partes centrais do material em explosão.

A imagem 3D mostra que a explosão foi mais forte e mais rápida em algumas direcções do que noutras, o que leva a uma forma irregular onde algumas partes se encontram mais alongadas do que outras.

O primeiro material a ser ejectado pela explosão viajou à incrível velocidade de 100 milhões de quilómetros por hora, o que corresponde a cerca de um décimo da velocidade da luz ou a cerca de 100 000 vezes mais depressa do que um avião de passageiros a jacto. Mesmo a esta velocidade extremamente elevada, este primeiro material demorou 10 anos a atingir o anel de gás e poeira que é lançado pela estrela na fase final da sua vida, antes da explosão da supernova. As imagens mostram ainda que outra onda de matéria se encontra a viajar dez vezes mais devagar e que está a ser aquecida por elementos radioactivos criados durante a explosão.

“Calculámos a distribuição de velocidades do material ejectado pela Supernova 1987A,” diz a autora principal Karina Kjær. “Ainda não compreendemos bem como explode uma supernova, mas o modo como a estrela explodiu encontra-se imprimido no material mais interior. Podemos ver que este material não foi ejectado simetricamente em todas as direcções, mas parece ter uma direcção privilegiada. Além disso, essa direcção é diferente daquela que esperávamos, baseados na posição do anel."

Tal comportamento assimétrico foi predito por alguns dos mais recentes modelos computacionais de supernovas, os quais descobriram que instabilidades a larga escala ocorrem durante a explosão. As novas observações são, por isso, a primeira confirmação directa de tais modelos.

SINFONI é o instrumento de ponta do seu tipo, e apenas o nível de detalhe que atinge permitiu à equipa obter estes resultados. Sistemas de óptica adaptativa avançada contrapõem os efeitos de desfocagem  devidos à atmosfera terrestre, enquanto que uma técnica chamada espectroscopia de campo integral permitiu aos astrónomos o estudo em simultâneo de várias partes do núcleo caótico da supernova, levando assim à construção da imagem 3D.

“A espectroscopia de campo integral é uma técnica especial onde para cada pixel obtemos informação sobre a natureza e velocidade do gás,” diz Kjær. “Isto quer dizer que, para além da imagem normal, temos também a velocidade ao longo da linha de visão. Uma vez que sabemos o tempo que passou desde a explosão, e porque o material se desloca em direcção ao exterior sem restrições, podemos converter esta velocidade em distância. O que nos dá uma imagem do material interior ejectado visto de frente e de lado.”

Notas

[1] A equipa utilizou o instrumento SINFONI (acrónimo do inglês Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared) montado no Very Large Telescope do ESO (VLT). SINFONI é um espectrógrafo de campo integral que trabalha no infravermelho próximo (1.1–2.45 µm) alimentado por um módulo de óptica adaptativa.

Informações adicionais

Este trabalho será publicado na revista da especialidade Astronomy and Astrophysics (“The 3-D Structure of SN 1987A’s inner Ejecta”, por K. Kjær et al.).

A equipa é composta por Karina Kjær (Queen’s University Belfast, UK), Bruno Leibundgut e Jason Spyromilio (ESO), Claes Fransson e Anders Jerkstrand (Universidade de Estocolmo, Suécia).

O ESO, o Observatório Europeu do Sul, é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 14 países: Áustria, Alemanha, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Itália, Holanda, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico, no visível, mais avançado do mundo e o VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 42 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

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Artigo científico

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1032, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.