Um brilho de raios-X sugere que buracos negros ou estrelas de nêutrons alimentam estranhas ‘vacas’ cósmicas

Uma explosão brilhante de uma galáxia a 2 bilhões de anos-luz de distância é a “vaca” cósmica mais brilhante já encontrada. É o quinto objeto conhecido nesta nova classe de estrelas explosivas e seus remanescentes brilhantes, e está dando aos astrônomos ainda mais dicas do que alimenta essas explosões misteriosas.

Esses eventos semelhantes a vacas, nomeados para o primeiro objeto desse tipo descoberto em 2018 – que tinha o nome identificador exclusivo de AT2018cow – são uma subclasse de explosões de supernovas, representando apenas 0,1% dessas explosões cósmicas (SN: 21/06/19). Eles brilham rapidamente, brilham intensamente em luz ultravioleta e azul e continuam a aparecer por meses em raios-X de alta energia e ondas de rádio de baixa energia.

Os raios-X da mais recente descoberta, apelidada de AT2020mrf, brilharam 20 vezes mais que a vaca original um mês após a explosão, informou o astrônomo do Caltech Yuhan Yao em 10 de janeiro em uma entrevista coletiva virtual realizada pela American Astronomical Society. E mesmo um ano após a descoberta deste novo objeto, seus raios X eram 200 vezes mais brilhantes que os da vaca original. Yao e colegas também relataram os resultados em um artigo enviado em 1º de dezembro ao arXiv.org.

Desvendar tudo isso levou um pouco de tempo. O Zwicky Transient Facility no Observatório Palomar da Caltech, perto de San Diego, Califórnia, notou inicialmente uma nova e brilhante explosão de luz em 12 de junho de 2020, mas os astrônomos não perceberam o que era na época.

Então, em abril de 2021, pesquisadores do telescópio espacial Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG), que estuda a luz de raios-X, alertaram Yao e seus colegas sobre um sinal interessante nos dados do SRG de 21 a 24 de julho de 2020, no mesmo local no céu. “Percebi quase imediatamente que este poderia ser outro evento semelhante ao Cow”, diz Yao. Os astrônomos entraram em ação e observaram esse local com vários outros observatórios em diferentes tipos de luz.

Ponto brilhante

A explosão de supernova mais brilhante do tipo Cow já vista, AT2020mrf, não era visível (círculo vazio) em janeiro de 2020 em raios-X capturados pelo telescópio espacial Spektrum-Roentgen-Gamma. Mas em julho, era difícil perder.

Um desses observatórios foi o Observatório de Raios-X Chandra, baseado no espaço, o telescópio de raios-X mais poderoso do mundo. Em junho de 2021, um ano após a explosão original da supernova, capturou raios-X do mesmo local. O sinal da fonte “foi 10 vezes mais brilhante do que eu esperava”, diz Yao, e 200 vezes mais brilhante que o Cow original um ano após a explosão.

Ainda mais emocionante foi que os pontos fortes da detecção de raios-X do Chandra e das observações originais de raios-X do SRG também mudaram dentro de horas para dias. Essa característica de queima, ao que parece, pode dizer muito aos astrônomos.

“Os raios-X nos dão informações sobre o que está acontecendo no centro desses eventos”, diz o astrofísico do MIT DJ Pasham, que estudou a Cow original, mas não fez parte deste novo estudo. “A duração do clarão dá a você uma noção de quão compacto ou grande é o objeto.”

Um objeto compacto como um buraco negro comendo ativamente ou uma estrela de nêutrons altamente magnética e girando rapidamente criaria os sinais de raios-X fortes e variáveis ​​que foram vistos, diz Yao. Esses foram os dois remanescentes mais prováveis ​​da Vaca cósmica original também, mas as observações do AT2020mrf fornecem uma certeza ainda maior (SN: 13/12/21).

Observações adicionais e captura desses objetos no início do ato com vários tipos de luz ajudarão os pesquisadores a aprender mais sobre essa nova classe de supernovas e que tipo de estrela eventualmente explode como uma vaca.

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