O telescópio IXPE (Imaging X-ray Polarization Explorer) da NASA capturou a primeira imagem polarizada de raios X do remanescente de supernova SN1006. Os novos resultados ampliam a compreensão dos cientistas sobre a relação entre os campos magnéticos e os fluxos de partículas energéticas produzidas pela explosão de estrelas.
Esta nova imagem do remanescente de supernova SN1006 combina dados do Imaging X-ray Polarization Explorer da NASA e do Chandra X-ray Observatory da NASA. Os elementos vermelho, verde e azul refletem os raios X de baixa, média e alta energia detectados pelo Chandra, respectivamente. Mostrados em roxo no canto superior esquerdo estão os dados do IXPE que medem a polarização da luz de raios X, juntamente com linhas que representam o movimento externo do campo magnético do remanescente. Fonte: Raio X: NASA/CXC/SAO (Chandra); NASA/MSFC/Universidade de Nanjing/P.Zhou et al. (IXPE); RI: NASA/JPL/CalTech/Spitzer; Processamento de imagens: NASA/CXC/SAO/J.Schmidt
"Os campos magnéticos são extremamente difíceis de medir, mas o IXPE fornece-nos uma forma eficaz de os detectar," disse o Dr. Zhou Ping, astrofísico da Universidade de Nanjing e autor principal de um novo artigo publicado no The Astrophysical Journal. “Podemos agora ver que o campo magnético do SN1006 é turbulento, mas também exibe direções organizadas”.
SN1006 está localizado na constelação de Wolffang, a cerca de 6.500 anos-luz da Terra. É o remanescente após uma explosão gigante. Esta explosão pode ter ocorrido quando duas anãs brancas se fundiram, ou pode ter sido uma anã branca que absorveu demasiada massa de uma estrela companheira. Originalmente descoberta na primavera de 1006 d.C. por observadores da China, Japão, Europa e do mundo árabe, a sua luz foi visível a olho nu durante pelo menos três anos. Os astrônomos modernos ainda consideram este o evento estelar mais brilhante já registrado.
Desde o início das observações modernas, os investigadores descobriram a estranha estrutura dupla deste remanescente, que é claramente diferente de outros remanescentes redondos de supernovas. Ele também pode identificar "membros" ou bordas brilhantes em bandas de raios X e raios gama.
"Como o IXPE combina a sensibilidade de polarização de raios X com a capacidade de resolver espacialmente regiões de emissão, remanescentes próximos de supernovas brilhantes em raios X, como SN1006, são bem adequados para medições de IXPE", disse Douglas Swartz, pesquisador da Associação de Pesquisa Espacial Universitária no Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama. "Essa capacidade combinada é crítica para localizar pontos de aceleração de raios cósmicos."
Observações anteriores em raios X da SN1006 demonstraram pela primeira vez que os remanescentes de supernova podem acelerar radicalmente os eletrões e ajudaram a identificar a nebulosa em rápida expansão em torno da estrela em explosão como o berço dos raios cósmicos de alta energia, que podem viajar quase à velocidade da luz.
Os cientistas especulam que a estrutura única do SN1006 está relacionada com a direção do seu campo magnético e inferem que as ondas de explosão da supernova nas direções nordeste e sudoeste são consistentes com a direção do campo magnético e podem acelerar partículas de alta energia de forma mais eficaz.
Yang Yizhong, coautor do artigo e astrofísico de altas energias da Universidade de Hong Kong, disse que as novas descobertas do IXPE podem ajudar a verificar e esclarecer essas teorias.
Dr Yang disse: "As propriedades de polarização que obtivemos através da análise de espectropolarização estão em boa concordância com os resultados de outros métodos e observatórios de raios X, o que destaca a confiabilidade e o poder do IXPE. Pela primeira vez, somos capazes de mapear a estrutura do campo magnético de um remanescente de supernova em energias mais altas com maior detalhe e precisão - permitindo-nos compreender melhor os processos que impulsionam a aceleração destas partículas."
Os pesquisadores dizem que os resultados demonstram uma ligação entre os campos magnéticos e a saída de partículas energéticas do remanescente. De acordo com as descobertas do IXPE, o campo magnético na casca do SN1006 é um tanto desorganizado, mas ainda tem uma direção preferencial. À medida que a onda de choque da explosão original passa pelo gás circundante, o campo magnético alinha-se com o movimento da onda de choque. As partículas carregadas ficam presas no campo magnético em torno da origem da explosão, onde aceleram rapidamente. Estas partículas aceleradas de alta energia, por sua vez, transferem energia, mantendo o campo magnético forte e turbulento.
Desde o seu lançamento em dezembro de 2021, o IXPE observou três remanescentes de supernovas – Cassiopeia A, Tycho e agora SN1006, ajudando os cientistas a compreender mais completamente as origens e os processos dos campos magnéticos que rodeiam estes fenómenos.
Os cientistas ficaram surpresos ao descobrir que a SN1006 era mais polarizada do que os outros dois remanescentes de supernova, mas todos os três apresentavam campos magnéticos orientados para fora do centro da explosão. À medida que os investigadores continuam a explorar os dados do IXPE, estão a reorientar a sua compreensão de como as partículas aceleram em objetos extremos como estes.
Fonte compilada: ScitechDaily