Não muito depois da explosão da Supernova 1987a, os astrónomos estavam alvoroçados com previsões sobre como seria dentro de alguns anos. Eles sugeriram que um pulsar apareceria em breve e muitos disseram que a nuvem de gás em expansão encontraria material anterior ejetado da estrela. A colisão iluminaria a região ao redor do evento e brilharia como diamantes.
Hoje, os astrônomos olham para o local da catástrofe estelar e veem um anel de luz brilhante e em expansão. Com o passar dos anos, seu formato mudou para um colar de pérolas de aparência desajeitada. O que está acontecendo para afetar sua aparência? A resposta está em algo chamado “instabilidade do corvo”. Vemos esse processo aerodinâmico quando os vórtices das pontas das asas dos aviões interagem com os rastros de seus motores. A instabilidade divide o rastro em um conjunto de “anéis” de vórtice.
O estudante de graduação da Universidade de Michigan, Michael Wadas, diz que esse tipo de instabilidade poderia explicar por que a Supernova 1987a formou um colar de pérolas. “A parte fascinante disto é que o mesmo mecanismo que interrompe as esteiras dos aviões pode estar em ação aqui”, disse Wadas, que agora está fazendo pós-graduação na CalTech. Se isso for verdade, será um grande avanço para explicar por que essas pérolas fantasmagóricas existem.
Sobre 1978a e seu colar de pérolas
A luz e os neutrinos da Supernova 1987a chegaram à Terra em 23 de fevereiro de 1987. A estrela original, Sanduleak -69 202, estava a cerca de 168.000 anos-luz de distância, na Grande Nuvem de Magalhães. Ela explodiu como Tipo II, a primeira nos tempos modernos a mostrar aos astrônomos os detalhes de uma supernova com colapso do núcleo. Desde então, os astrônomos observaram um anel de material ejetado e uma onda de choque da própria explosão se espalhar pelo espaço. Ele bateu no depósito de material no início da vida da estrela. Ele tem uma estrela de nêutrons no centro. Os astrônomos detectaram-no em 2019 e observaram-no usando observatórios de raios X e raios gama.
Vários meses após a explosão, os astrônomos usaram o Telescópio Espacial Hubble para obter imagens de anéis brilhantes ao redor do local da explosão. Esse material veio do vento estelar da estrela progenitora. A luz ultravioleta da explosão ionizou os gases da nuvem. O anel interno ficava a cerca de 2/3 de ano-luz da estrela original. O material ejetado em expansão da supernova eventualmente colidiu com ela em 2001. Isso a aqueceu ainda mais. A onda de choque expandiu-se agora para além dos anéis, deixando para trás bolsas de poeira quente e nuvens brilhantes de gás. A turbulência dessa onda de choque e os danos que ela causou às regiões do anel interno criaram as “pérolas”.
Teorias concorrentes para a corda
Então, que física está por trás da aparência das pérolas? Os astrônomos tentaram explicar a corda usando algo chamado instabilidade de Rayleigh-Taylor. Isso ocorre quando dois fluidos (ou plasmas) de densidades diferentes interagem entre si. Pense em óleo e água tentando se misturar ou em um forte fluxo piroclástico saindo de um vulcão. A interação forma formas interessantes e previsíveis nos fluidos. Para 1978a, o “fluido” mais denso é o material ejetado durante a explosão da supernova. Ele está colidindo com uma nuvem menos densa de material ejetado anteriormente e que se espalhou pelo espaço. No entanto, existem problemas com a utilização da instabilidade de Rayleigh-Taylor para explicar o que vemos no local da supernova.
“A instabilidade de Rayleigh-Taylor poderia dizer-lhe que pode haver aglomerados, mas seria muito difícil extrair um número deles”, disse Wadas, que sugeriu a instabilidade do Crow num artigo publicado recentemente na Physical Review Letters. Os rastros de jato são uma comparação melhor porque os vórtices das pontas das asas quebram a longa linha suave de um rastro de jato. Os vórtices fluem uns para os outros, deixando lacunas que podem ser previstas.
Para explorar essa ideia, Wadas e seus colegas simularam a forma como os ventos empurram um modelo de nuvem para fora, ao mesmo tempo que o arrastam na sua superfície. A parte superior e inferior da nuvem foram empurradas para fora mais rapidamente do que o meio. Isso fez com que ela se enrolasse sobre si mesma, desencadeando uma Instabilidade do Corvo que quebrou a nuvem em 32 aglomerados iguais, semelhantes ao colar de pérolas de 1987a (que tem 30-40 aglomerados). Esse número previsível de aglomerados é o motivo pelo qual a equipe sugeriu o Crow Instability como um agente de formação para a corda. Eles também acham que isso poderia ajudar a prever a formação de mais anéis em torno do local da explosão ou quando a poeira ao redor de uma estrela se aglutina para formar planetas. Imagens infravermelhas recentes do JWST parecem mostrar ainda mais aglomerados que apareceram no anel, e será interessante ver se mais deles aparecerão no futuro.
Para maiores informações
Explicando o “colar de pérolas” de uma supernova
Mecanismo hidrodinâmico para aglomeração ao longo dos anéis equatoriais de SN1987A e outras estrelas
