Throwback Thursday: As maiores supernovas que ninguém viu

Houve muitas supernovas na Via Láctea vistas nos últimos 2.000 anos, mas ninguém jamais viu as mais recentes!
Crédito da imagem: NASA/CXC/NCSU/K. Borkowski et al.
Quando me convenci de que nenhuma estrela daquele tipo jamais havia brilhado antes, fui levado a tal perplexidade pela inacreditabilidade da coisa que comecei a duvidar da fé de meus próprios olhos. – Tycho Brahe
Quando olhamos para as galáxias em todo o Universo, descobrimos que de vez em quando - cerca de uma vez por século - uma estrela brilhante brilha tão intensamente que pode, por um breve período de tempo, ofuscar todo o resto da galáxia!

Crédito da imagem: SN 1994D, Equipe de Busca de Supernovas High-Z, HST, NASA.
O que está acontecendo, é claro, não é que uma estrela está brilhando, mas que os próprios átomos que compõem uma estrela estão passando por uma reação em cadeia descontrolada da fusão nuclear , criando o infame fenômeno conhecido como uma supernova !
Em talvez um dos pior golpes de sorte, não vimos uma supernova explodir em nossa própria galáxia desde a invenção do telescópio ! O último, de fato, foi lançado em 1604 e há muito desapareceu de vista. (O famoso de 1987 ? Isso foi na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite a cerca de 160.000 anos-luz de distância.) Mas felizmente, não é apenas na luz visível que podemos aprender sobre esses objetos: podemos transformar uma infinidade de telescópios sensíveis a diferentes comprimentos de as regiões do céu onde essas supernovas foram registradas e veja como elas se parecem hoje!

Crédito da imagem: imagem composta da NASA, divulgada pelo Chandra X-ray Observatory.
A supernova de 1604 foi a última visível da Terra a olho nu de um humano e é mostrada acima em uma composição de luz visível, raios X e infravermelho. Sabemos, pela falta de uma fonte forte de raios-X (estrela de nêutrons ou buraco negro) no centro, que essa explosão foi provavelmente do Tipo Ia, onde uma estrela anã branca funde ou acumula matéria suficiente e sofre uma reação de fusão descontrolada. , destruindo a estrela original (ou estrelas) em um evento espetacular de supernova!
Mesmo negócio, no que diz respeito ao tipo de supernova, para a anterior (e foi realmente somente anterior): SN 1572 .

Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech / CXC / Telescópio Espacial Spitzer / Calar Alto O. Krause (MPIfA).
Embora tenha sido brilhante em 1572, muita coisa mudou desde então. Hoje, é visualmente não tão espetacular na luz visível, mas os remanescentes ultra-quentes da estrela explodida foram lançados no espaço interestelar a velocidades vertiginosas de milhares de quilômetros por segundo , e são tão quentes que emitem raios X! Há também poeira, presente em toda a galáxia, que fica aquecido pela explosão da supernova; é isso que brilha no infravermelho.
A última supernova que vimos na Terra antes disso? Você tem que ir todo o caminho de volta para 1181 , e ainda não temos certeza de que encontramos o remanescente disso. Abaixo está o candidato suspeito: 3C58.

Crédito da imagem: P. Slane ( Harvard-Smithsonian CfA ) e outros ., CXC , NASA , através da http://apod.nasa.gov/apod/ap041223.html .
Mas nós temos definitivamente encontrou o remanescente de supernova observado antes disso: SN 1054 . E é sempre diferente de todos os outros que vimos até agora!

Crédito de imagem: NASA, ESA e Allison Loll/Jeff Hester, agradecimentos: Davide De Martin.
Este remanescente de supernova, como você notará imediatamente, parece nada como as de 1604 ou 1572, e por uma boa razão: é um tipo totalmente diferente de supernova! O famoso Nebulosa do Caranguejo , também conhecido como Messier 1 , não foi formado por uma anã branca ficando muito massiva, mas sim por uma estrela ultramassiva queimando todo o seu combustível nuclear e morrendo em um núcleo colapso supernova , explodindo dezenas de massas solares de material!
O núcleo colapsado desta estrela criou um pulsar, um dos relógios mais espetacularmente precisos do Universo, e melhorado para fins de cronometragem apenas por nossos relógios atômicos na Terra!
Antes disso, havia a supernova mais brilhante já registrada na Terra: a de 1006.

Crédito da imagem: Equipes Chandra, Hubble e NRAO, recuperadas de http://heasarc.gsfc.nasa.gov/ .
A essa altura, você deve ser capaz de dizer que esta já foi uma anã branca e não uma estrela supermassiva, e você estaria correto ! Após 1.000 anos, a bolha produzida por esta explosão é na verdade mais de quatro anos luz de diâmetro, e se fosse nossa estrela que explodisse assim, a borda da bolha estaria a meio caminho Alfa Centauro por enquanto!
Antes de 1006? Houve um em 393 que nós posso encontraram, um alegou ter sido encontrado em 386 isso provavelmente não foi , e a supernova mais antiga já registrada (e verificado) : supernova 18 5!

Crédito da imagem: Equipes Chandra e XMM-Newton, NASA/CXC/ESA/J.Vink et al.
Estes três últimos foram encontrados apenas em registros chineses (e japoneses); nenhuma fonte ocidental os registrou. E só de olhar para a imagem de raios-X, 2000 anos depois, você pode dizer que era uma anã branca que explodiu, e não uma estrela ultramassiva.
Mas olhar para essas imagens me deixou curioso: como seria divertido dar uma olhada nesses remanescentes de supernova apenas em luz visível , como assistir a instantâneos de um show de fogos de artifício cósmico em câmera lenta? Vamos às fotos!

Crédito da imagem: Óptica: ESO/E. Helder; Raio X: NASA/CXC/Univ. de Utrecht/J. Vink et al.
Se você está se perguntando por que estou mostrando apenas uma pequena parte do que você esperava ser uma onda circular ou esférica, é porque esta é a única parte luminosa ! De quase 2.000 anos atrás, o remanescente de supernova RCW 8 6 (da supernova 185) ainda tem uma pequena seção da bolha externa visível na luz visível, como mostrado em vermelho, acima. Como os estágios finais de uma queima de fogos, esta é a última parte que seria visível com olhos humanos não modificados. (O azul é o gás de raios-X chocado.)
Você pode pensar que foi uma vez uma esfera visível, então. Mas isso parece bastante improvável; aparentemente, mil anos não necessariamente mudam muito as coisas.

Crédito da imagem: Middlebury College/F.Winkler, NOAO/AURA/NSF/CTIO Schmidt & DSS.
A supernova 1006 é quase invisível à luz óptica, exceto por uma fina fita e um pouco de gás muito fraco ao longo da camada externa. (E, claro, todas as estrelas visíveis na imagem também!) Mas a supernova de 1054, a única sobre a qual falamos como sendo um remanescente de uma estrela supermassiva em vez de uma anã branca degenerada (isso é não um sarcasmo; eles realmente são degenerados ), tem uma história totalmente diferente para contar.

Crédito da imagem: High Energy Focusing Telescope (HEFT), NASA, retirado da Wikipedia.
Aquela linda imagem da Nebulosa do Caranguejo que te mostrei antes? Aquilo foi inteiramente uma imagem de luz visível! As camadas externas de gás, ricas em alguns dos mais leve elementos pesados - oxigênio, carbono, nitrogênio - criam algumas cores bonitas e contrastantes na nebulosa à medida que são superaquecidas e espalhadas pelo espaço interestelar.
Mas há uma história muito rica a ser contada em uma infinidade de comprimentos de onda, como você pode ver claramente, desde a fonte brilhante de raios X no núcleo até a poeira quente traçada pelos telescópios infravermelhos. A luz visível ainda conta uma história rica para a Nebulosa do Caranguejo por causa da enorme quantidade de gás e poeira, bem como da energia que foi liberada nela.
A supernova de 1572, com quase não gás e poeira, conta uma história muito diferente.

Crédito da imagem: NASA/ESA e P. Ruiz-Lapuente (Universidade de Barcelona).
Claro, eles encontraram a estrela remanescente, semelhante ao Sol, que foi explodida por sua companheira que se tornou uma supernova há quase 500 anos, mas fogos de artifício visíveis? Nem um rastro.
Então, na verdade, há alguma variedade aqui, e isso é bem exemplificado pela última supernova vista em luz visível por humanos aqui na Terra: a supernova de 1604.

Crédito da imagem: NASA, ESA / JPL-Caltech / R. Sanskrit & W. Blair (JHU); Telescópio Espacial Spitzer.
Não é uma bolha ou uma fita, mas apenas uma pequena região do remanescente contém um gás visivelmente brilhante. O infravermelho é particularmente interessante, acima, porque indica a presença de poeira que foi aquecida. E a poeira é fantástica para fazer uma série de coisas interessantes, mas horrível pelo mesmo motivo: bloqueia a luz visível .
Parece que a única coisa que está faltando - que Eu ia quero saber, de qualquer maneira - é uma explosão supermassiva onde aquela poeira quente e visível foi de alguma forma retirada. Como seria isso?
Bem, não houve nenhuma supernova a olho nu que ocorreu em nossa galáxia desde 1604, infelizmente. Mas no final do século XVII, foi uma supernova que ocorreu e, embora seu remanescente seja muito fraco opticamente, é a única fonte de rádio mais alta em nossa galáxia: Cassiopeia A !

Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech / O. Krause (Observatório Steward); Composto Spitzer/MIPS/Hubble/ACS/Chandra.
Localizado a cerca de 11.000 anos-luz de distância, este remanescente de supernova já acabou 10 anos luz transversalmente, tornando-a significativamente maior do que a Nebulosa do Caranguejo, mas tendo chegado lá em apenas um terceiro do tempo! Como é o lar da fonte de rádio mais forte da nossa galáxia, deve haver uma fantástica estrela de nêutrons ou um buraco negro (e é provavelmente um buraco negro) no centro.
Mas hoje, vamos dar uma olhada nos fogos de artifício, algo que conseguimos reconstruir.
Mas por que se contentar com uma reconstrução simulada quando você pode dar uma olhada na coisa real – o que realmente resta – na própria óptica?
O incomparável Telescópio Espacial Hubble tem uma incrível fotografia de longa exposição da luz visível deixada para trás dessa explosão de supernova, que você precisa ver, porque realmente mostra por que chamo essas explosões de fogos de artifício cósmicos.

Crédito da imagem: NASA, ESA e Hubble Heritage STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration.
Isso teria sido visível da Terra – ocorrendo a cerca de 11.000 anos-luz de distância – se não estivesse no plano da nossa Via Láctea, obscurecida pela poeira galáctica intermediária que bloqueia uma fração significativa da luz que vem dela. É somente graças a longas exposições como a acima, tiradas do espaço, que podemos ver as consequências do que aconteceu.
E o que eu mostrei acima é apenas uma versão simplificada de um incrível exibição de resolução total ! Aqui está apenas uma pequena seção, e mesmo isso está em uma resolução significativamente reduzida:

Crédito da imagem: NASA, ESA e Hubble Heritage STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration.
Por muito tempo, pensamos esta O evento, que se estima ter ocorrido em 1680, foi a supernova mais recente da Via Láctea. Mas lembre-se do seguinte:
- Estamos a cerca de 25.000 anos-luz do centro galáctico,
- As supernovas ocorrem cerca de uma vez por século nas galáxias,
- Não vemos uma supernova desde 1604, e
- Conseguimos encontrar um só 11.000 anos-luz de distância que ocorreu desde aquele evento de 1604.
Existem outros que ocorreram desde 1680? Até relativamente recentemente, teríamos dito muito possivelmente, mas não teríamos certeza.

Crédito da imagem: Associated Universities Inc. e National Radio Astronomy Observatory.
Mas graças a observações feitas com os radiotelescópios Very Large Array em 1984, temos um com certeza! Se você estava se perguntando o que era aquela imagem no topo deste artigo, essa é a o mais novo remanescente de supernova na Via Láctea (agora): G1.9+03 na constelação de Sagitário !

Crédito da imagem: NASA/CXC/NCSU/K. Borkowski et al.
Ocorrendo aproximadamente na década de 1860, este é (claramente) um remanescente de supernova Tipo Ia, originário de uma estrela anã branca, mas ocorreu perto do centro galáctico a cerca de 25.000 anos-luz de distância. Toda aquela poeira bloqueadora de luz tornaria impossível a visualização óptica mesmo com o Telescópio Leviatã , o maior do mundo na época. Mesmo neste curto período de tempo, o remanescente se expandiu para cerca de 2,6 anos-luz de diâmetro, e observações do Chandra em 2007 descobriram que era 15% maior do que em 1984, quando o VLA o descobriu!
Essa é a história da maior supernova da Via Láctea que ninguém jamais viu, mas pense nisso: provavelmente existem centenas de outros que explodiram em nossa galáxia nas últimas dezenas de milhares de anos, e estamos simplesmente esperando que a luz das explosões chegue até nós! É apenas uma questão de tempo até que o próximo ilumine nossos céus e – se tivermos sorte – se mostre a nossos olhos nus!
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