Costumávamos pensar que sabíamos como funcionavam as supernovas. Estrelas enormes explodem. Eles deixam para trás estrelas de nêutrons ou buracos negros. Normalmente, as maiores estrelas estão em pares – sistemas binários ligados pela gravidade.
Então, por que nunca vimos duas supernovas nascerem de um único sistema binário?
Não foi que eles não aconteceram. Eles estavam apenas se escondendo. Especificamente, eles estavam escondidos à vista de todos dentro da Nebulosa da Água-viva.
Encontrando a segunda supernova invisível em IC 443
O verdadeiro nome da Nebulosa da Água-viva é IC 443. É um dos remanescentes de supernova mais famosos da nossa galáxia. Ele brilha intensamente em raios X. Durante décadas, esse brilho foi um problema. Mascarou tudo o mais ao seu redor.
Havia outro remanescente por perto. Foi fraco. Nós o chamamos de G189.6+3. Permaneceu nos dados, mas recusou-se a confirmar-se.
Os astrônomos procuram remanescentes de supernovas encontrando ondas de choque. Estas são as ondulações deixadas quando o núcleo de uma estrela implode e despedaça o resto de si mesmo. Normalmente, você vê isso em sinais de rádio ou em cápsulas de raios X.
Em 2023, uma equipe utilizou o telescópio eROSITA. É um telescópio de raios X lançado em 2018 (em funcionamento desde 2019). Eles encontraram uma cápsula de plasma aquecida a mais de oito milhões de graus Celsius.
Isso soou como uma segunda supernova. Mas o sinal de rádio estava faltando. Ou melhor, não combinava com todo o shell. Foi ambíguo. Não é uma arma fumegante. Apenas uma sombra.
Como os raios gama revelaram a dupla explosão
O avanço veio da observação mais elevada da escala energética.
Miltiadis Michailidis, astrônomo de Stanford, liderou uma equipe usando dados do telescópio espacial de raios gama Fermi da NASA. Eles vasculharam 16 anos de arquivos. Eles não estavam procurando ondas de rádio. Eles estavam procurando por raios gama.
Eles encontraram um brilho. Ele traçou perfeitamente o invólucro de raios X.
Isto provou que o G189.6 não era apenas uma estranha nuvem de gás. Era um remanescente de supernova.
Mas houve uma reviravolta.
A parte norte deste novo remanescente parecia diferente. Ele emitiu um tipo diferente de sinal de raios gama. A maior parte do G189.6 estava no espaço vazio. Seu brilho veio de elétrons acelerados pela onda de choque.
A parte norte bateu em uma parede. Especificamente, a região S249 H II, uma nuvem densa de hidrogênio ionizado. Aqui, os prótons foram acelerados, não apenas os elétrons. Esta interação específica cria uma assinatura distinta de raios gama.
Aqui está o chute: já se sabia que a nuvem S249 estava interagindo com a Medusa Nebica (IC 443).
Isso significava que G189.6 e IC 443 não estavam apenas visualmente próximos no céu. Eles eram vizinhos físicos. Eles ocupavam o mesmo volume de espaço.
Por que esta descoberta de supernova binária é importante
Por que nos preocupamos com duas estrelas mortas próximas uma da outra?
Ele resolve um quebra-cabeça teórico de longa data.
Estrelas em sistemas binários evoluem juntas. Quando a primeira estrela mais pesada explode como uma supernova, a onda de choque atinge a sua parceira. Isso o tira de órbita. A estrela parceira voa.
Mais tarde, aquela estrela parceira também explode.
Se o tempo entre as duas explosões for curto o suficiente, você obterá dois remanescentes que parecem estar interagindo.
Simulações de computador confirmaram esta sequência. As duas estrelas começaram como um par. O primeiro explodiu. O segundo foi enviado voando. Ele viajou longe o suficiente para manter seus restos mortais separados do primeiro, mas perto o suficiente para que possamos ver a conexão.
As explosões aconteceram com intervalos de alguns milhares ou dezenas de milhares de anos uma da outra. Isso é um piscar de olhos em tempo astronômico.
Isto permite-nos medir algo que não podíamos antes: a propagação de energia.
Agora podemos calcular exatamente como a energia da primeira supernova viajou pelo espaço. Podemos ver como isso empurrou a matéria. Podemos rastrear estilhaços estelares se movendo na escuridão.
O que isso significa para a compreensão do universo primitivo
Não se trata apenas de um estranho par de estrelas.
Ele valida nossos modelos de evolução estelar binária. Como diz Michailidis, tínhamos teorias. Agora temos evidências físicas para compará-los.
Mais importante ainda, estes sistemas podem nos contar sobre o universo primitivo.
No início, o cosmos era menor. Estava repleto de estrelas massivas e de vida curta que interagiam constantemente. Binários eram comuns. Eles explodiam com frequência.
Estudar o IC 443 e o G189.6 é como olhar para uma relíquia daquela época violenta.
Estamos começando a entender como as estrelas e as galáxias se formam observando como elas morrem.
A equipe já planeja buscar mais. Se encontrarem outros, poderemos refinar nossas previsões. Podemos mapear como esses sistemas evoluem na Via Láctea e além dela.
Até então, a Nebulosa da Água-viva tem uma irmã gêmea. E esteve esperando nos dados o tempo todo.
Temos dados de raios gama suficientes para encontrar todos eles? Talvez ainda não. Mas o próximo está aí.
