Nota de Imprensa

Pistas sobre a origem misteriosa dos raios cósmicos

VLT investiga restos de supernova medieval

14 de Fevereiro de 2013

Novas observações muito detalhadas obtidas pelo Very Large Telescope do ESO (VLT) dos restos de uma supernova com mil anos de idade, revelaram pistas sobre a origem dos raios cósmicos. Pela primeira vez, as observações sugerem que a presença de partículas muito rápidas nos restos de supernova podem ser as percursoras dos raios cósmicos. Os resultados saem a 14 de fevereiro de 2013 na revista Science.

No ano de 1006 foi vista no céu austral uma nova estrela, tendo sido registada em todo o mundo. Era muitas vezes mais brilhante do que o planeta Vénus e é capaz de ter mesmo rivalizado com o brilho da Lua. Era tão brilhante no seu máximo, que produzia sombras e podia ser vista durante o dia. Mais recentemente, os astrónomos identificaram o local desta supernova e deram-lhe o nome de SN 1006. Encontraram também um anel de material brilhante em expansão na constelação austral do Lobo, que constitui os restos desta vasta explosão.

Durante muito tempo suspeitou-se que tais restos de supernova pudessem ser o local onde alguns raios cósmicos se formariam. Os raios cósmicos são  partículas de energia muito elevada que têm origem fora do Sistema Solar e que viajam quase à velocidade da luz. Mas até agora, a maneira como estes raios se formariam permanecia um mistério.

Uma equipa de astrónomos liderados por Sladjana Nikolić (Instituto Max Planck para a Astronomia, Heidelberg, Alemanha [1]) utilizou o instrumento VIMOS montado no VLT, para observar com o maior detalhe até à data, o resto da supernova SN 1006, com um milhar de anos de idade. A equipa pretendia estudar o que acontece na zona onde o material ejetado a alta velocidade pela supernova entra em contacto com a matéria interestelar estacionária - a frente de choque. Esta frente de choque que se expande a enorme velocidade, é semelhante à explosão sónica produzida por um avião que entra em velocidade supersónica e é um candidato natural a um acelerador de partículas cósmicas.

Pela primeira vez, a equipa obteve, não apenas informação sobre o material na frente de choque em determinado ponto, mas construiu igualmente um mapa das propriedades do gás e de como é que essas propriedades variam ao longo da frente de choque, o que forneceu pistas vitais para o mistério.

Os resultados foram surpreendentes, sugerindo que existem no gás muitos protões deslocando-se a alta velocidade na região do choque [2]. Embora estes não sejam os muito procurados raios cósmicos de alta energia propriamente ditos, podem muito bem ser as “partículas semente” necessárias, que irão seguidamente interagir com o material da frente de choque de modo a atingir as energias extremamente elevadas necessárias a que voem pelo espaço como raios cósmicos.

Nikolić explica: “Esta é a primeira vez que fomos capazes de ver em detalhe o que está a acontecer na frente de choque de uma supernova e em seu redor. Encontrámos evidências da existência de uma região que está a ser aquecida da maneira que esperaríamos se houvessem protões a retirar energia, mesmo por detrás da frente de choque.”

O estudo foi o primeiro a utilizar um espetrógrafo de campo integral [3] para investigar as propriedades das frentes de choque de restos de supernova com o máximo detalhe. A equipa espera agora aplicar o método a outros restos de supernova.

O co-autor Glenn van de Ven do Instituto Max Planck para a Astronomia, conclui: “Este tipo de aproximação observacional inovadora pode bem ser a chave para resolver o mistério de como é que os raios cósmicos se formam nos restos de supernova.”

Notas

[1] Esta nova evidência surgiu durante a análise de dados por parte de Sladjana Nikolić (Instituto Max Planck para a Astronomia), no âmbito do seu trabalho de doutoramento na Universidade de Heidelberg.

[2] Estes protões chamam-se supertérmicos, já que se movem muito mais depressa do que o esperado, tendo em conta apenas a temperatura do material.

[3] Este efeito é conseguido utilizando a chamada unidade de campo integral do VIMOS, onde a radiação colectada por cada pixel é separada nas suas componentes de cor e cada um destes espectros é gravado. Os espectros são posteriormente analisados individualmente, mapeando-se assim as velocidades e as propriedades químicas de cada parte do objeto observado.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico “An Integral View of Fast Shocks around Supernova 1006”, que será publicado a 14 de fevereiro de 2013 na revista Science.

A equipa é composta por Sladjana Nikolić (Instituto Max Planck Institute para a Astronomia [MPIA], Heidelberg, Alemanha), Glenn van de Ven (MPIA), Kevin Heng (Universidade de Berna, Suíça), Daniel Kupko (Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam [AIP], Potsdam, Alemanha), Bernd Husemann (AIP), John C. Raymond (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, EUA), John P. Hughes (Rutgers University, Piscataway, EUA), Jesús Falcon-Barroso (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Espanha).

O ESO 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 15 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, 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 óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 39 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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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1308, 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.