A supernova Tycho, na constelação de Cassiopeia, foi avistada pela primeira vez na Terra, em 1572. Ela se originou de uma anã branca, mas hoje se parece mais com uma bola de algodão cor-de-rosa. Em uma foto divulgada em 28 de fevereiro, é possível ver a supernova cercada por uma linha vermelha fina e foi justamente esse detalhe que chamou a atenção dos astrônomos.

Uma nova pesquisa mapeou a geometria do campo de Tycho, oferecendo detalhes sem precedentes. No estudo, os astrônomos apontaram que as partículas carregadas, como os elétrons, são aceleradas a velocidades muito próximas à da luz, antes de serem emitidas como raios cósmicos.

Uma evidência de que isso acontecia na estrela já havia sido encontrada em 2011, a partir de observações feitas com Chandra X-Ray Observatory. O telescópio registrou um padrão de listras de raio-X na borda externa da supernova. 

  • Os astrônomos disseram na época que as listras seriam os locais onde as linhas do campos magnéticos estariam emaranhadas.
  • Dessa forma os elétrons ficam presos e acabam espiralando para energias mais altas e que emitem raio-X.
  • A ciência já sabia que as supernovas funcionam como um poderoso acelerador de partículas, no entanto ainda não era compreendido como isso acontecia.

Nova pesquisa com a supernova

Agora na nova pesquisa, os astrônomos focaram em observar regiões onde as partículas são aceleradas em velocidades próximas à da luz e é possível encontrar elétrons muito excitados. Para o estudo, eles usaram o telescópio espacial Imaging X-ray Polarimetry Explorer ( IXPE ), da NASA, entre o final de junho e o início de julho, e entre 21 e 25 de dezembro de 2022.

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Os dados permitiram que os pesquisadores observassem as emissões de raio-X dos elétrons altamente energéticos, próximos da borda de Tycho, no momento em que atravessavam o campo magnético.

Os pesquisadores explicaram que a linha vermelha em volta de Tycho, onde as partículas são aceleradas, é muito fina. Isso porque ao emitir raios-X, os elétrons perdem sua energia muito rapidamente. Então quando eles se afastam muito da borda, eles já não estão mais produzindo raios-X.

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Campo magnético 

Para mapear a geometria do campo magnético da supernova, os cientistas estavam buscando por sinais que mostrassem a polarização da radiação de raio-X. No entanto, esses sinais interagem com os emaranhados no campo magnético.

Quanto mais turbulência, menos direcional e intensa é a emissão de radiação, impossibilitando que o IXPE identifique a polarização do campo magnético com tanta intensidade. 

Antes dos dados fornecidos pelo IXPE, os pesquisadores pensavam que o campo magnético da supernova era muito confuso. Com as observações dos telescópios, eles perceberam que realmente ele era desordenado, mas não a ponto de ser impossível observar sua polarização.

Depois de calcular o ângulo e o grau de polarização do campo magnético da supernova, os pesquisadores conseguiram mapeá-lo, ele é esticado em uma direção externa ou radial. Apesar de não ser uma novidade o mapeamento de Tycho, os astrônomos ofereceram detalhes em escalas menores que 3,26 anos-luz.

Os astrônomos também conseguiram descobrir que para a supernova acelerar suas partículas em velocidades próximas à da luz, é necessário que ela tenha um forte e turbulento campo magnético.

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