Antimatéria nas Supernovas

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Traduzido de Antimatter Supernova

Indícios de um novo tipo de explosão estelar a 7 bilhões de anos atrás.

11 de janeiro de 2010

Por Phillip F. Schewe
Inside Science News Service

Crab Nebula

Imagem ampliada

Esta imagem em mosaico, uma das maiores obtidas do Telescópio Espacial Hubble da NASA da Nebulosa do Caranguejo, mostra os remanescentes da explosão de uma supernova que cobrem uma área com seis anos-luz de largura. Astônomos japoneses e chineses testemunharam este evento violento, a cerca de 1.000 anos em 1054. Os filamentos alaranjados são os restos rotos da estrela e consistem principalmente de hidrogênio. A estrela de nêutrons, que gira muito rápido, encaixada no centro da nebulosa, é o dínamo que alimenta o estranho brilho azulado no interior da nebulosa. A luz azul vez de elétrons rodopiando quase à velocidade da luz em torno de linhas de campo magnético vindos da estrela de nêutrons. A estrela de nêutrons, o núcleo extra adensado da estrela que explodiu, ejeta jatos gêmeos de radiação, como um farol, que parecem pulsar 30 vezes por segundo por causa da rotação da estrela de nêutrons. As cores da imagem indicam diferentes elementos que foram expelidos durante a explosão. O azul nos filamentos na parte externa da nebulosa representam o oxigênio neutro, o verde é o enxofre mono-ionizado e o vermelho representa o oxigênio bi-ionizado..


Crédito: NASA, ESA, J. Hester (Arizona State University)

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WASHINGTON
(ISNS)  – Astrônomos reunidos em um congresso em Washington na semana passada anunciaram que uma recente busca por brilhantes explosões estelares – comumente chamadas de supernovas – achou algo muito incomum: antimatéria.

Usualmente as estrelas como nosso Sol são alimentadas por reações de fusão onde o núcleo de dois átomos se fundem para formar um núcleo mais pesado. Em Y-155,
uma estrela na constelação de Cetus (a Baleia), os astrônomos discutem sobre a ocorrência de outro processo: a criação e aniquilação de partículas de antimatéria.

Em todas as estrelas ocorre uma luta titânica entre a gravidade, que quer reunir toda a matéria na direção do centro da estrela, e a pressão das interações nucleares, que tendem a inflar a estrela como um balão. Somente quando a estrela gasta todo seu combustível, fazendo com que as reações nucleares diminuam de ritmo, a gravidade começa a vencer. O resultante colapso gravitacional é o que faz a estrela explodir. Quando uma estrela morre desta forma, como uma supernova, ela frequentemente espelha matéria pelo espaço e pode se tornar mais brilhante do que toda sua galáxia hospedeira, pelo menos por um curto período de tempo.  Os astrônomos aforam estudar supernovas, uma vez que elas dizem muito sobre os mecanismos internos das estrelas e também fornecem uma unidade de medida para saber o quão distante a estrela estava.

O astrônomo Peter Garnavich da Universidade Notre Dame relata que o que torna Y-155 diferente é sua massa, estimada em 200 vezes a do nosso Sol. Com uma massa dessas, a pressão no núcleo da estrela é tão grande que a luz liberada pelas reações nucleares é capaz de criar novas partículas: pares de elétron-posítron. A criação dessas partículas na verdade acelera o colapso da estrela e sua eventual explosão.  

A ideia de uma supernova disparada pela criação de antimatéria tem circulado há apenas 40 anos, conforme Garnavich, mas os indícios observacionais são esparsos. No caso da Y-155 a assinatura da luz expelida depois da explosão era esquisista: a maioria das supernovas emite luz azul de alta energia primeiro, seguida da luz vermelha mais fria, mas, neste caso, a luz vermelha foi emitida antes da azul. Isso e a ejeção de uma quantidade maior de níquel radiativo, em comparação com as supernovas comuns, levou os pesquisadores a suspeitarem que a antimatéria poderia estar envolvida no processo da explosão.

Garnavich faz parte de uma equipe de cientistas que participam de um projeto chamado ESSENCE. Usando um telescópio refletor de 4 metros nas altas altitudes do Chile, os cientistas observaram 200 do tipo mais explosivo de supernovas. A Y-155 foi a mais explosiva de todas.

O Telescópio Keck  no Hawaii foi apontado para a Y-155 de forma a registrar um espectro preciso – isto é: um sumário de toda a luz vinda da estrela. Isso permitiu determinar a distância até a estrela. A uma distância de 7 bilhões de anos-luz, essa estrela fica a meio caminho para trás no tempo na direção da origem do universo.

Garnavich relatou esses resultados em um congresso da American
Astronomical Society
na semana passada em Washington, D.C. Ele disse que, por causa de seu tamanho e poderosa emissão, a Y-155 poderia se parecer com a primeira geração de estrelas do universo. Outro cientista da ESSENCE, Alex
Filippenko da Universidade da California, Berkeley, disse que um mecanismo supernova-com-antimatéria poderia ser importante para a localização dessas primeiras estrelas.

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