Estrela explodiu com tanta força que “vomitou” o seu núcleo por toda a galáxia

Os astrónomos que estudam buracos negros descobriram por acaso esta raridade: uma estrela morta a afastar-se da supernova que a originou, deixando um rasto de emissões de rádio semelhante a um cometa. Um sinal de uma morte violenta do astro PSR J1914+1054g.

Batizada de PSR J1914+1054g, a estrela é apenas a quarta conhecida do seu género: um pulsar de rádio lançado a alta velocidade através do espaço, para o qual os astrónomos observaram não só o pulsar, mas também o seu rasto, conhecido como nebulosa de choque em arco, e a supernova remanescente da qual foi lançado.

A equipa de cientistas, liderada pela astrofísica Sara Elisa Motta, do Observatório Astronómico de Brera, em Itália, e da Universidade de Oxford, no Reino Unido, deu à nebulosa o nome de Mini Mouse.

A passagem de um pulsar em velocidade. (Motta et al., arXiv, 2023)

Estrela teve uma morte violenta

Sim, é um facto. A morte de uma estrela maciça é um caso bastante violento. Quando se esgota o combustível, a fusão que fornece a pressão externa que sustenta a estrela contra a pressão interna da gravidade, para subitamente e as coisas complicam-se.

A estrela explode, expelindo as suas entranhas por todo o lado, enquanto o núcleo colapsa sob a ação da gravidade, formando uma estrela de neutrões ultradensa, com uma massa até 2,16 vezes superior à do Sol, compactada numa esfera com apenas 20 quilómetros de diâmetro.

Em muitos casos, estes restos estelares podem ser encontrados sentados na nebulosa criada pelos seus restos explodidos. Mas se a explosão de uma supernova for assimétrica, a distribuição desigual de energia pode levar a estrela de neutrões a atravessar a galáxia a grande velocidade.

Imagem captada pelo Hubble do pulsar do Caranguejo. (NASA/ESA; J. Hester/ASU e M. Weisskopf/NASA/MSFC)

Contudo, para se conseguir um conjunto especial como é o caso da nebulosa Mini Mouse tem se haver determinadas circunstâncias.

Em primeiro lugar, a estrela de neutrões tem de ser um pulsar - uma estrela que gira a altas velocidades, assim chamada porque "pulsa" como um farol cósmico quando feixes de radiação disparam dos seus polos, guiados e acelerados por poderosos campos magnéticos.

Tais campos magnéticos também aceleram partículas carregadas num vento furioso que gira em torno do pulsar, por vezes interagindo com o meio interestelar circundante para gerar uma nebulosa de vento pulsar.

Depois, se este pulsar receber um pontapé no nascimento de uma supernova irregular, irá formar-se um arco de choque na direção da viagem, redirecionando e canalizando o vento pulsar para trás do pulsar, como a cauda de um cometa. Este fenómeno é conhecido como uma nebulosa de choque de arco de pulsar, visível como um brilho de luz.

Pulsar J1914 gira uma vez em torno de si mesmo a cada 138,9 milissegundos

Motta e os seus colegas estavam a usar o radiotelescópio MeerKAT na África do Sul para estudar uma estrela binária chamada GRS 1915+105.

Consistindo num buraco negro e numa estrela normal, notaram algo de peculiar nesta estrela binária: uma mancha de luz que atravessava o seu campo de visão e que se assemelhava a uma nebulosa pulsar choque em arco descoberta em 1987, chamada The Mouse.

Uma pesquisa através dos dados recolhidos pelo estudo FAST Galactic Plane Pulsar Snapshot (GPPS) revelou um pulsar recém-descoberto com um período de rotação de 138 milissegundos que parecia estar posicionado na frente desta mancha. Observações de acompanhamento conduzidas pela equipa revelaram que J1914 está colocado exatamente na cabeça da nebulosa.

Os dados de rádio do MeerKAT também revelaram uma forma circular ténue muito atrás do pulsar e da sua cauda, com uma trajetória que parece remeter diretamente para o seu centro. Esta forma foi identificada pelos investigadores como sendo o remanescente da supernova que deu origem ao pulsar J1914.

O comprimento da cauda, segundo a equipa, é de cerca de 40 anos-luz, e o raio do remanescente da supernova é de cerca de 43 anos-luz. Também determinaram que passaram cerca de 82.000 anos desde que o pulsar nasceu (ou seja, a supernova teve lugar); seguindo em direção ao centro da nebulosa, isso coloca a velocidade do J1914 num supersónico 320 a 360 quilómetros por segundo.

Isso está longe de ser a estrela fugitiva mais rápida que já vimos, e não é suficiente para atingir a velocidade de escape da Via Láctea, mas é um clipe bastante impressionante. E, como os investigadores notaram, apenas três outros pulsares foram identificados com as mesmas características.