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Esta imagem do famoso remanescente de supernova Cassiopeia A combina observações de raios X, ópticas e infravermelhas. Os novos dados infravermelhos do JWST revelaram estruturas.
Imagens do JWST do remanescente de supernova Cassiopeia A (Cas A) revelaram pela primeira vez uma estrutura filamentosa perfurada chamada de “Monstro Verde” por sua semelhança com o muro que impede home runs no Fenway Park. Recentemente, pesquisadores relataram essa característica e a causa de suas manchas curiosas.
Estudando a vida de uma estrela a partir de seus restos mortais
Estrelas muito mais massivas que o Sol terminam suas vidas espetacularmente. No final de suas breves e brilhantes vidas, essas estrelas não são mais capazes de produzir energia suficiente para evitar a pressão esmagadora da gravidade, causando seu colapso. Em uma explosão vista a galáxias de distância, suas camadas externas ricocheteiam em seus núcleos encolhidos, deixando para trás um intrincado e colorido remanescente de supernova que se expande lentamente para abranger centenas de anos-luz.
Esta perspectiva sobre Cas A vem do Telescópio Espacial Hubble. Cada uma das pequenas bolhas de gás perto do topo da concha é dezenas de vezes maior que o sistema solar. [ NASA e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Agradecimentos: R. Fesen (Dartmouth) e J. Morse (Univ. of Colorado) ]
Entre os remanescentes mais famosos e bem estudados de uma supernova de colapso de núcleo está Cas A, que posou para inúmeros retratos astronômicos desde sua descoberta em 1948. Recentemente, dados do JWST revelaram uma característica nunca antes vista se estendendo por Cas A. Por causa de sua aparência verde em imagens coloridas representativas do JWST, essa característica foi apelidada de Monstro Verde.
Como o monstro verde ganhou suas manchas
Em um artigo recente, Ilse De Looze (Universidade de Ghent) e colaboradores se concentraram em um aspecto particularmente intrigante do Monstro Verde: vários círculos completos e parciais que parecem estar rasgados no tecido da estrutura. A equipe mediu mais de duas dúzias desses círculos, cada um com diâmetros de cerca de 1–3 segundos de arco. Se o Sol fosse colocado no centro de um desses círculos, o limite do círculo ficaria próximo à borda interna da Nuvem de Oort.
Um close do Monstro Verde, mostrando os pequenos buracos investigados neste estudo. As setas laranja indicam a localização de um filamento de ejeção que pode estar associado ao buraco rotulado como “P2”. Clique para ampliar. [De Looze et al. 2024]
O que poderia criar essas formas? A equipe de De Looze propôs vários cenários, cada um dos quais se baseia nas interações complicadas entre os ejetados em movimento rápido da estrela explodida, o material circunstelar circundante e as ondas de choque que se propagam para fora e para dentro conforme os vários materiais colidem.
No cenário considerado mais provável, o Monstro Verde é composto de material circunstelar que foi perdido antes da estrela explodir como uma supernova. Este material agora fica na frente do remanescente da supernova, da nossa perspectiva, e foi impactado por uma onda de choque. Os buracos são criados onde o material ejetado perfurou o Monstro Verde.
O que ainda não está claro é a linha do tempo: a colisão entre o material ejetado em movimento para fora e o Monstro Verde aconteceu antes ou depois que o Monstro Verde foi atingido pela onda de choque? Como a equipe de De Looze mostrou, qualquer ordem é possível, e mais dados e simulações são necessários para explorar a sequência de eventos e as escalas de tempo envolvidas.
Locais de flóculos quase estacionários, delineados em ciano, relativos à posição do Monstro Verde. Clique para ampliar. [Adaptado de De Looze et al. 2024]
Mapeando a perda de massa
Combinado com outras estruturas intrincadas de Cas A, o Monstro Verde dá aos pesquisadores pistas sobre os tumultuosos anos finais da vida desta estrela explodida. Atualmente, as evidências apontam para um episódio massivo de perda de massa assimétrica aproximadamente 30.000–100.000 anos antes da supernova — em termos astronômicos, apenas brevemente antes da explosão final. As semelhanças entre o Monstro Verde e estruturas descobertas anteriormente chamadas flóculos quase estacionários — aglomerados densos e lentos de material circunstelar — sugerem que eles podem ter surgido do mesmo episódio de perda de massa.
O JWST já deu aos astrônomos uma visão inteiramente nova de Cas A, mas certamente há mais descobertas por vir: observações futuras coletarão amostras dos espectros de múltiplas regiões do Monstro Verde e de vários flóculos quase estacionários, ajudando a reconstruir os anos finais da vida da estrela progenitora de Cas A.
Citação
“O monstro verde escondido na frente de Cas A: JWST revela uma estrutura circunstelar densa e empoeirada marcada por interações de ejeção”, Ilse De Looze et al 2024 ApJL 976 L4. doi:10.3847/2041-8213/ad855d
https://aasnova.org/2024/12/02/new-details-revealed-in-the-green-monster/
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