Crédito da imagem: Gêmeos
Como um médico tentando entender a morte súbita de um paciente idoso, os astrônomos obtiveram as observações mais detalhadas de uma estrela massiva antiga, porém normal, pouco antes e depois de sua vida terminar em uma espetacular explosão de supernova.
Imaginada pelo Observatório Gemini e pelo Telescópio Espacial Hubble (HST) menos de um ano antes da explosão gigantesca, a estrela está localizada na próxima galáxia M-74, na constelação de Peixes. Essas observações permitiram a uma equipe de astrônomos europeus liderada pelo Dr. Stephen Smartt, da Universidade de Cambridge, Inglaterra, verificar modelos teóricos mostrando como uma estrela como essa pode encontrar um destino tão violento.
Os resultados foram publicados na edição de 23 de janeiro de 2004 da revista Science. Este trabalho fornece a primeira confirmação da teoria de longa data de que algumas das estrelas antigas mais massivas (ainda normais) do Universo terminam suas vidas em violentas explosões de supernovas.
"Pode-se argumentar que uma certa quantidade de sorte ou acaso estava envolvida nessa descoberta", disse o Dr. Smartt. "No entanto, procuramos esse tipo de estrela progenitora normal em seu leito de morte há algum tempo. Eu gosto de pensar que encontrar os excelentes dados de Gêmeos e HST para esta estrela é uma justificativa de nossa previsão de que um dia tivemos que encontrar uma dessas estrelas nos imensos arquivos de dados que existem agora. ” Clique aqui para obter mais detalhes sobre o programa de supernovas em andamento do Dr. Smartt.
Durante os últimos anos, a equipe de pesquisa de Smartt usou os telescópios mais poderosos, tanto no espaço quanto no solo, para criar imagens de centenas de galáxias, na esperança de que um dos milhões de estrelas dessas galáxias algum dia explodisse como uma supernova . Nesse caso, o renomado caçador de supernovas amador australiano, Reverendo Robert Evans, fez a descoberta inicial da explosão (identificada como SN203gd) enquanto examinava galáxias com um telescópio de 31 cm de sua casa em New South Wales, na Austrália. Junho de 2003.
Após a descoberta de Evans, a equipe do Dr. Smartt rapidamente acompanhou observações detalhadas usando o Telescópio Espacial Hubble. Essas observações verificaram a posição exata da estrela original ou “progenitora”. Usando esses dados posicionais, Smartt e sua equipe vasculharam arquivos de dados e descobriram que as observações do Observatório Gemini e do HST continham a combinação de dados necessários para revelar a natureza do progenitor.
Os dados de Gêmeos foram obtidos durante o comissionamento do Espectrógrafo de Múltiplos Objetos (Gemini) em Mauna Kea, Havaí, em 2001. Esses dados também foram usados para produzir uma impressionante imagem de alta resolução da galáxia que mostra claramente a estrela progenitora vermelha. Clique aqui para a imagem Gemini em alta resolução.
Armado com as observações anteriores de Gemini e HST, a equipe de Smartt conseguiu demonstrar que a estrela progenitora era o que os astrônomos classificam como supergigante vermelho normal. Antes da explosão, essa estrela parecia ter uma massa cerca de 10 vezes maior e um diâmetro cerca de 500 vezes maior que o do nosso Sol. Se nosso Sol fosse do tamanho de um progenitor, ele envolveria todo o sistema solar interno até o planeta Marte.
Estrelas supergigantes vermelhas são bastante comuns no universo e um excelente exemplo pode ser facilmente visto durante janeiro de quase qualquer lugar da Terra, observando Betelgeuse, a estrela vermelha brilhante do ombro na constelação de Orion (veja o gráfico aqui). acredita-se que Betelgeuse possa encontrar o mesmo destino explosivo a qualquer momento da próxima semana a milhares de anos a partir de agora.
Depois que o SN2003gd explodiu, a equipe observou sua luz gradualmente desaparecendo por vários meses usando o telescópio Isaac Newton Group em La Palma. Essas observações demonstraram que essa era uma supernova normal do tipo II, o que significa que o material ejetado da explosão é rico em hidrogênio. Modelos de computador desenvolvidos por astrônomos previram há muito tempo que super-gigantes com atmosferas estendidas e densas de hidrogênio produziriam essas supernovas tipo II, mas até agora não tinham evidências observacionais para respaldar suas teorias. No entanto, a fantástica resolução e profundidade das imagens de Gemini e Hubble permitiram à equipe Smartt estimar a temperatura, luminosidade, raio e massa dessa estrela progenitora e revelar que era uma estrela grande e antiga normal. "O ponto principal é que essas observações fornecem uma forte confirmação de que as teorias da evolução estelar e as origens dessas explosões cósmicas estão corretas", disse o co-autor Seppo Mattila, do Observatório de Estocolmo.
Esta é apenas a terceira vez que os astrônomos veem o progenitor de uma explosão confirmada de supernova. As demais eram supernovas peculiares do tipo II: SN 1987A, que tinha um progenitor azul supergigante, e SN 1993J, que emergiu de um sistema estelar binário maciço em interação. Clique aqui para mais detalhes.
O Dr. Smartt conclui: “As explosões de supernova produzem e distribuem os elementos químicos que compõem tudo no universo visível? especialmente a vida. É fundamental que saibamos que tipo de estrela produz esses blocos de construção se quisermos entender nossas origens. ”
Os dados arquivados de Gemini e HST foram críticos para o sucesso deste projeto. "Esta descoberta é um exemplo perfeito do imenso valor dos dados de arquivo para novos projetos científicos", disse o Dr. Colin Aspin, cientista da Gemini responsável pelo desenvolvimento do Gemini Science Archive (GSA). Ele continuou: "essa descoberta demonstra os resultados espetaculares que podem ser alcançados usando dados de arquivo e enfatiza a importância do desenvolvimento do GSA para as futuras gerações de astrônomos".
O Espectrógrafo de Objetos Múltiplos Gemini usado para fazer as observações Gemini são instrumentos gêmeos construídos como uma parceria conjunta entre Gemini, o Observatório Astrofísico Dominion, Canadá, o Centro de Tecnologia de Astronomia do Reino Unido e a Universidade de Durham, no Reino Unido. Separadamente, o Observatório Nacional de Astronomia Óptica dos EUA forneceu o subsistema de detectores e o software relacionado. O GMOS é projetado principalmente para estudos espectroscópicos nos quais são necessárias várias centenas de espectros simultâneos, como na observação de aglomerados de estrelas e galáxias. O GMOS também tem a capacidade de focar imagens astronômicas em sua matriz de mais de 28 milhões de pixels.
O Grupo de Telescópios Isaac Newton (ING) é um estabelecimento do Conselho de Pesquisa em Física e Astronomia de Partículas (PPARC) do Reino Unido, a Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) dos Países Baixos e o Instituto de Astrofísica de Canárias ( IAC) na Espanha. O ING opera o telescópio William Herschel de 4,2 metros, o telescópio Isaac Newton de 2,5 metros e o telescópio Jacobus Kapteyn de 1,0 metros. Os telescópios estão localizados no Observatório Espanhol Roque de Los Muchachos, em La Palma, que é operado pelo Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).
Informações básicas:
As supernovas estão entre os fenômenos mais energéticos observados em todo o universo. Quando uma estrela com mais de oito vezes a massa de nosso Sol atinge o fim de sua reserva de combustível nuclear, seu núcleo não é mais estável ao colapso devido ao seu imenso peso. À medida que o núcleo da estrela entra em colapso, as camadas externas são ejetadas em uma onda de choque em movimento rápido. Essa enorme liberação de energia resulta em uma supernova que é cerca de um bilhão de vezes mais brilhante que o nosso Sol e é comparável ao brilho de uma galáxia inteira. Depois de se destruir, o núcleo da estrela se torna uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.
A equipe é composta por Stephen J. Smartt, Justyn R. Maund, Margaret A. Hendry, Christopher A. Tout e Gerald F. Gilmore (Universidade de Cambridge, Reino Unido), Seppo Mattila (Observatório de Estocolmo, Suécia) e Chris R Benn (Grupo de Telescópios Isaac Newton, Espanha).
Fonte original: Gemini News Release
