O centro da Via Láctea é uma das regiões mais complexas da nossa galáxia. Gás quente, nuvens moleculares, estrelas massivas, sistemas estelares compactos e fortes campos magnéticos dividem um espaço relativamente pequeno com Sagitário A*, o buraco negro supermassivo de aproximadamente quatro milhões de massas solares que ocupa o coração galáctico.
Em meio a toda essa confusão existe também o que restou da explosão de uma estrela.
Sagitário A Leste, ou Sgr A Leste, é o remanescente de supernova conhecido mais próximo de Sagitário A*. Agora, uma nova imagem divulgada pelo Observatório de Raios X Chandra, da NASA, apresenta a visão mais limpa já obtida desse objeto e permite enxergar com muito mais clareza como uma explosão estelar ocorrida há milhares de anos modificou o ambiente ao redor do centro da Via Láctea.
A imagem foi divulgada em 30 de setembro e está associada a um estudo liderado por Mayura Balakrishnan, da Universidade McGill, publicado em maio no Astrophysical Journal. Para produzir o novo mapa, os pesquisadores combinaram 35 observações realizadas pelo Chandra entre setembro de 1999 e agosto de 2020, totalizando quase 423 horas de observação.
O desafio não era simplesmente observar Sgr A Leste. O Chandra já estudava esse remanescente há décadas. O problema era descobrir quanto da emissão observada realmente vinha dele.
No centro galáctico, diferentes fontes de raios X aparecem sobrepostas na mesma região do céu. Além do próprio remanescente de supernova, há emissão produzida pela colisão dos poderosos ventos de estrelas quentes e massivas próximas ao centro da galáxia. Existe ainda um brilho difuso formado pela superposição de inúmeras fontes mais fracas, principalmente sistemas binários nos quais estrelas semelhantes ao Sol orbitam anãs brancas.
Separar essas componentes permitiu aos pesquisadores remover grande parte da contaminação e reconstruir pela primeira vez mapas de raios X de Sgr A Leste isolados dessas outras grandes fontes.
O resultado permite estudar com muito mais precisão o material aquecido pela antiga explosão.
Quando uma estrela massiva explode como supernova, a explosão lança material para o espaço e produz poderosas ondas de choque. Conforme essas ondas avançam pelo ambiente, comprimem e aquecem o gás a temperaturas de milhões de graus, fazendo com que ele emita raios X.
É esse material extremamente quente que o Chandra consegue observar em Sgr A Leste.
A nova análise mostra que o remanescente não evoluiu isoladamente. Ao longo de milhares de anos, sua expansão encontrou o ambiente extremamente denso e irregular do centro galáctico.
As ondas de choque comprimiram e aqueceram o gás molecular ao redor, injetaram energia na região e ajudaram a produzir a estrutura assimétrica observada atualmente. Os pesquisadores concluem que Sgr A Leste desempenhou um papel ativo na evolução do ambiente próximo de Sagitário A*, mantendo parte desse gás quente e turbulento.
Isso não significa, porém, que o estudo tenha demonstrado uma interação direta e recíproca entre a supernova e o buraco negro.
A proximidade entre os dois objetos levanta há muito tempo a possibilidade de que a evolução de Sgr A Leste tenha influenciado a quantidade e o comportamento do gás disponível nas proximidades de Sagitário A*. Uma das questões que os astrônomos pretendem investigar é se o remanescente poderia inclusive ter contribuído para episódios de atividade do buraco negro no passado.
Essa possibilidade permanece em aberto.
O resultado mais sólido é que a expansão do remanescente alterou significativamente o ambiente em que Sagitário A* está inserido.
A separação das diferentes fontes de raios X trouxe ainda outra vantagem: os pesquisadores puderam mapear melhor a distribuição de elementos químicos produzidos e dispersos pela explosão.
Entre eles estão ferro, enxofre, argônio e cálcio.
Esses mapas são importantes porque a quantidade e a distribuição dos elementos podem guardar informações sobre a estrela que explodiu. Diferentes tipos de progenitores e diferentes mecanismos de supernova produzem padrões distintos de elementos químicos.
Descobrir exatamente que tipo de estrela originou Sgr A Leste continua sendo uma das questões investigadas pelos astrônomos.
A idade do remanescente também não é conhecida com precisão. Estimativas colocam sua evolução em uma escala de aproximadamente 10 mil anos, mas o próprio Chandra ressalta que a idade exata permanece incerta.
A nova imagem não foi produzida apenas pelo Chandra.
Ela combina observações em três regiões diferentes do espectro eletromagnético, permitindo visualizar componentes físicos diferentes do centro galáctico.
Os dados de raios X do Chandra aparecem em verde e azul-claro. Os raios X de menor energia são representados em verde, enquanto os de maior energia aparecem em azul-claro. Na região central de Sgr A Leste, a combinação produz a tonalidade roxa que se destaca na imagem.
As observações em rádio realizadas pelo Very Large Array, da Fundação Nacional da Ciência dos Estados Unidos, aparecem em vermelho.
Já os dados em comprimentos de onda submilimétricos obtidos pelo Telescópio James Clerk Maxwell são representados em azul-escuro.
Sagitário A* não corresponde à grande estrutura roxa no centro da imagem.
O buraco negro está localizado mais à direita, no centro de uma estrutura espiral amarelada. A grande emissão roxa é justamente o gás extremamente quente associado a Sgr A Leste.
Essa distinção é importante porque a proximidade aparente dos dois objetos pode facilmente levar à interpretação de que toda a emissão energética da região está diretamente associada ao buraco negro.
Na realidade, a imagem mostra como diferentes fenômenos coexistem em uma região relativamente pequena do centro galáctico.
Todo o campo apresentado possui aproximadamente 53 anos-luz de largura e está a cerca de 26 mil anos-luz da Terra.
É justamente essa concentração de fenômenos que tornou a análise tão difícil.
O centro da Via Láctea não oferece aos astrônomos um laboratório organizado em que cada fonte pode ser observada separadamente. As emissões se sobrepõem ao longo da nossa linha de visão, e aquilo que aparece como um único brilho pode ser resultado de vários processos físicos completamente diferentes.
Neste trabalho, os pesquisadores fizeram o caminho inverso: separaram matematicamente as principais componentes para descobrir quanto da emissão realmente pertencia ao remanescente de supernova.
A nova imagem, portanto, não é apenas uma versão mais detalhada de uma fotografia já conhecida.
Ela representa uma tentativa de desmontar o caos do centro galáctico em suas diferentes peças.
E, depois de remover parte desse ruído, Sagitário A Leste aparece como um objeto que não apenas ocupa um lugar próximo ao buraco negro central da Via Láctea, mas que ajudou a transformar fisicamente aquela região durante milhares de anos.
Agora, com o remanescente isolado de maneira muito mais clara, os astrônomos poderão investigar melhor que estrela explodiu ali, como seus elementos foram distribuídos e até que ponto essa antiga supernova participou da história turbulenta do ambiente que cerca Sagitário A*.
Sobre a Imagem: Nova foto do centro galáctico obtida pelo Observatório de Raios X Chandra. Esta imagem composta mostra Sagitário A Leste (Sgr A Leste), um remanescente de supernova próximo ao centro da nossa galáxia, a Via Láctea. Os astrônomos usaram uma técnica especial para separar a imagem de Sgr A Leste captada pelo Chandra de outras fontes de raios X nesta região densamente povoada, permitindo-lhes estudar sua emissão difusa e mapear elementos como ferro, enxofre, argônio e cálcio. Os raios X de baixa energia do Chandra são mostrados em verde e os de alta energia em azul, combinando-se para apresentar uma coloração roxa perto do centro do remanescente. Dados de rádio do Very Large Array (VLA) da NSF (vermelho) e dados submilimétricos do Telescópio James Clerk Maxwell (azul escuro) completam esta visão em múltiplas faixas de comprimento de onda.
Créditos da Imagem: Raios X: NASA/CXC/Universidade McGill/M. Balakrishnan et al.; Rádio: NSF/NRAO/VLA; Submilimétrico: EAO/Telescópio James Clerk Maxwell; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds, N. Wolk
Artigo: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae5dbe/pdf