Novas imagens fantásticas do Chandra mostram objetos cósmicos como você nunca os viu antes

A visão humana pode ser limitada a uma faixa específica de comprimentos de onda, mas isso não significa que nunca entenderemos toda a complexidade da luz em nosso Universo.

Os instrumentos podem perscrutar o cosmos em regimes que de outra forma são invisíveis aos nossos olhos, mostrando-nos não apenas a dinâmica das estrelas, mas sua beleza absolutamente inspiradora. Isso é o que vemos em uma nova coleção de imagens do Observatório de Raios-X Chandra que combina seus dados com outros instrumentos para vistas espetaculares de vários comprimentos de onda.

Como diferentes comprimentos de onda de luz têm energias diferentes, essas imagens podem nos mostrar a dinâmica de objetos cósmicos de baixa a alta energia. Isso pode ajudar os cientistas a desvendar os mecanismos por trás dos gloriosos espetáculos de luz.

R Aquário. (Raio-X: NASA/CXC/SAO/R. Montez et al.; Óptico: NASA/ESA/STScI)

R Aquarii , visto aqui em raios-X do Chandra (roxo) e infravermelho próximo e óptico do Telescópio Espacial Hubble (vermelho e azul) é um par de estrelas presas em uma dança violenta da morte a 650 anos-luz da Terra. Uma das estrelas é uma gigante vermelha, conhecida como estrela variável Mira , no final de sua vida útil. Estrelas desse tipo já perderam pelo menos metade de seu material e, à medida que pulsam, atingem um brilho 1.000 vezes maior que o do Sol.

A outra estrela é uma  anã branca – uma estrela “morta” que esgotou seu combustível nuclear – e também tem muita coisa acontecendo. À medida que a gigante vermelha ejeta o material, a anã branca o suga. O material que devora da gigante vermelha se acumula em sua superfície, ocasionalmente desencadeando uma enorme explosão termonuclear que lança o material no espaço.

Essa interação violenta está criando nuvens de poeira e gás em uma nebulosa ao redor do binário, agitada por suas interações gravitacionais e ondas de choque explosivas.

Cassiopeia A. (NASA/CXC/SAO; Óptica: NASA/STScI; Rádio: NSF/NRAO/VLA)

Cassiopeia A, localizada a 11.000 anos-luz de distância, é um dos objetos mais famosos e bem estudados da Via Láctea. É o que chamamos de remanescente de supernova – o que resta depois que uma estrela massiva entrou em colapso. Aqui, os dados de raios-X do Chandra são combinados com dados de rádio do Karl Jansky Very Large Array (roxo escuro, azul e branco) e dados ópticos do Hubble (laranja).

Esses diferentes comprimentos de onda podem revelar o que realmente está acontecendo na nuvem em expansão, que consiste nas entranhas de uma estrela morta. A partir desses dados combinados, os cientistas são capazes de identificar diferentes elementos dentro da explosão. Os dados do Chandra sozinhos revelaram que a estrela explodindo explodiu 10.000 massas terrestres de enxofre; 20.000 massas terrestres de silício; 70.000 massas terrestres de ferro; e 1 milhão de massas terrestres de oxigênio.

Esta é uma informação importante, porque nos diz quais elementos foram produzidos na estrela quando ela morreu. Por sua vez, os cientistas podem usar esses dados para aprender mais sobre a estrela quando ainda estava queimando, para fazer previsões sobre estrelas semelhantes em nossa galáxia.

(NASA/CXC/SAO; Óptica: NASA/STScI & Palomar Observatory 5-m Hale Telescope)

Esta imagem mostra dois efeitos diferentes produzidos por uma única estrela morta chamada PSR B2224+65. A faixa rosa é a emissão de raios X ejetada dos pólos de um tipo de estrela de nêutrons chamada pulsar . Esse é o núcleo colapsado de uma estrela massiva morta que emite radiação pulsante enquanto gira.

Isso seria bastante interessante, mas PSR B2224+65 também é o que chamamos de estrela fugitiva; está acelerando pela galáxia depois de ser lançado no espaço a uma velocidade de cerca de 1.600 quilômetros, ou 1.000 milhas, por segundo. Esse movimento criou um rastro no meio interestelar; você pode vê-lo no canto inferior esquerdo da imagem em comprimentos de onda ópticos (azul). Por se parecer estranhamente com uma guitarra, os astrônomos a chamaram de Nebulosa da Guitarra.

Abell 2597. (NASA/CXC/SAO/G. Tremblay et al.; Óptico: DSS; H-Alpha: LCO/IMACS/MMTF)

Algumas das maiores coleções de objetos do Universo são aglomerados de galáxias. Esses aglomerados podem conter milhares de galáxias, unidas e interagindo por meio da gravidade. Este aglomerado é Abell 2597, a cerca de um bilhão de anos-luz de distância, e a astronomia de vários comprimentos de onda ajudou os cientistas a aprender mais sobre o comportamento do buraco negro supermassivo em sua galáxia central.

Apenas alguns anos atrás, os astrônomos viram evidências de que esse gigante está explodindo gás molecular enquanto acumula material gravitacionalmente. Este gás molecular está então caindo no buraco negro e alimentando o ciclo novamente. É um fenômeno conhecido como “fonte”. A vazão quente e a entrada fria foram observadas usando dois instrumentos diferentes; então os dados de raios-X do Chandra revelaram que eles fazem parte do mesmo processo.

Esta imagem acima mostra o aglomerado em raios-X (azul) do Chandra e óptico do Digitized Sky Survey (laranja) e do Observatório Las Campanas (vermelho).

NGC 4490, a Galáxia do Casulo. (Raio-X: NASA/CXC/SAO; Óptico: NASA/STScI)

Finalmente, esta imagem mostra duas galáxias que se fundiram. Chama-se NGC 4490, ou Galáxia Casulo, e, fascinantemente, a astronomia multi-comprimento de onda revelou um segredo em seu núcleo. Não tem um, mas dois buracos negros supermassivos , um dos quais só é visível em dados ópticos e o outro só pode ser visto em rádio e infravermelho. Ambos foram vistos separadamente, mas levou anos para os astrônomos juntarem os dois .

Esse núcleo duplo é o resultado desse processo de fusão; cada uma das duas galáxias tinha seu próprio buraco negro supermassivo. Eventualmente, os dois buracos negros provavelmente também se fundirão, resultando em um monstro muito maior.

Esta imagem combina dados de raios-X do Chandra (roxo) e dados ópticos do Hubble (vermelho, verde e azul) para mostrar os resultados de outro encontro galáctico próximo. NGC 4490 teve um atropelamento com uma galáxia menor, NGC 4485, que perturbou o gás e desencadeou ondas de formação de estrelas, vistas aqui em vermelho.