Novae recorrente, ecos claros e o mistério de T Pyxidis

Alguns dos eventos mais violentos do nosso universo foram o tópico de discussão nesta manhã no 222^nd A reunião da Sociedade Astronômica Americana em Indianapolis, Indiana, enquanto pesquisadores revelaram observações recentes de ecos de luz vistos como resultado de explosões estelares.

Um eco de luz ocorre quando vemos poeira e material ejetado iluminados por uma nova brilhante. Um fenômeno semelhante resulta no que é chamado de nebulosa de reflexão. Diz-se que uma estrela se torna nova quando uma estrela anã branca extrai material de uma estrela companheira. Esse hidrogênio acumulado se acumula sob uma pressão terrível, provocando uma breve explosão de fusão nuclear.

Um caso muito especial e raro é uma classe de variáveis ​​cataclísmicas conhecidas como novae recorrente. Menos de uma dúzia desses tipos de estrelas é conhecida em nossa galáxia, e o caso mais famoso e bizarro é o de T Pyxidis.

Localizado na constelação do sul de Pyxis, o T Pyxidis geralmente fica em torno de +15^º magnitude, um alvo fraco, mesmo em um grande telescópio no quintal. Tem sido propenso, no entanto, a grandes explosões que se aproximam do brilho a olho nu aproximadamente a cada 20 anos, com magnitude +6,4. Essa é uma mudança no brilho quase 4.000 vezes.

Mas o mistério só se aprofundou em torno desta estrela. Oito explosões foram monitoradas por astrônomos de 1890 a 1966 e depois ... nada. Durante décadas, T Pyxidis ficou em silêncio. A especulação mudou de quando T Pyxidis apareceria em porque essa estrela estava subitamente passando por uma longa fase de silêncio.

Os modelos para novas recorrentes precisam de uma revisão?

T Pyxidis finalmente respondeu às perguntas dos astrônomos em 2011, passando pela sua primeira explosão em 45 anos. E desta vez, eles tinham o Telescópio Espacial Hubble à mão para testemunhar o evento.

De fato, o Hubble havia sido reformado durante a visita final do ônibus espacial Atlantis ao observatório orbital em 2009 no STS-125 com a instalação de sua câmera de campo amplo 3, que foi usada para monitorar a explosão de T Pyxidis.

A observação do eco da luz pelo Hubble também trouxe algumas surpresas para os astrônomos.

"Esperávamos que fosse uma concha esférica", disse Arlin Crotts, da Universidade Columbia, referindo-se aos ejetos nas proximidades da estrela. "Esta observação mostra que é um disco e é preenchido com ejetos velozes de explosões anteriores."

De fato, essa descoberta levanta algumas possibilidades interessantes, como fornecer aos pesquisadores a capacidade de mapear a anatomia de explosões anteriores da estrela, à medida que o eco da luz evolui e ilumina o interior 3D do disco como uma lanterna chinesa. O disco é inclinado cerca de 30 graus em relação à nossa linha de visão, e os pesquisadores sugerem que a estrela companheira pode desempenhar um papel na moldagem de sua estrutura de uma esfera para um disco. O disco do material em torno do T Pyxidis é imenso, cerca de 1 ano-luz de diâmetro. Isso resulta em um diâmetro aparente do anel de 6 segundos de arco (cerca de 1/8 do tamanho aparente de Júpiter em oposição), como visto em nosso ponto de vista terrestre.

Paradoxalmente, os ecos de luz podem parecer se mover em velocidades superluminais. Essa ilusão é resultado da geometria do caminho que a luz percorre para alcançar o observador, atravessando distâncias semelhantes, mas chegando em momentos diferentes.

E por falar em distância, a medição dos ecos da luz deu aos astrônomos outra surpresa. T Pyxidis está localizado a cerca de 15.500 anos-luz de distância, no final mais alto de 10% da faixa estimada de 6.500-16.000 anos-luz anterior. Isso significa que T Pyxidis é um objeto intrinsecamente brilhante e suas explosões são ainda mais enérgicas do que se pensava.

Os ecos de luz foram estudados em torno de outras novas, mas esta foi a primeira vez que os cientistas foram capazes de mapeá-los extensivamente em três dimensões.

"Todos nós vimos como a luz das conchas de fogos de artifício durante a grande final acenderá a fumaça e a fuligem das conchas no início do show", disse Stephen Lawrence, da Universidade de Hofstra. "De maneira análoga, estamos usando a luz da mais recente explosão de T Pyx e sua propagação na velocidade da luz para dissecar suas exibições de fogos de artifício de décadas passadas".

Os pesquisadores também disseram à Space Magazine o papel que os astrônomos amadores tiveram no monitoramento dessas explosões. Existe tanto tempo de escopo, muito pouco do qual pode ser alocado exclusivamente para o estudo dos ecos da luz. Amadores e membros da Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis ​​(AAVSO) são frequentemente os primeiros a alertar os profissionais de que uma explosão está em andamento. Um exemplo famoso disso ocorreu em 2010, quando a observadora de quintal da Florida, Barbara Harris, foi a primeira a detectar uma explosão das novas e recorrentes U Scorpii.

E embora o T Pyxidis possa agora estar inativo pelas próximas décadas, existem várias outras novas recorrentes que merecem um exame minucioso:

Claramente, as novas recorrentes têm uma história para nos contar o papel que desempenham no cosmos. Parabéns a Lawrence e equipe pela descoberta ... fique de olho nos futuros fogos de artifício dessa rara classe de estrelas!

Leia o comunicado de imprensa original da NASA e muito mais sobre o T Pyxidis aqui.