Estrelas mortas lançam longas sombras: astrônomo da WVU caça fantasmas brilhantes de supernovas

Timothy Faerber, um estudante de pós-graduação da WVU, e o professor Loren Anderson estudam remanescentes de supernovas para compreender melhor as propriedades e dinâmica da galáxia. (Foto WVU/Nathaniel Godwin)

Um astrônomo da Universidade de West Virginia está pesquisando na Via Láctea em busca de detritos deixados por supernovas, as violentas explosões que ocorrem quando estrelas massivas morrem.

Após a explosão de uma supernova, o material que fazia parte da estrela se expande para fora, formando uma concha ou “remanescente”. De acordo com Loren Anderson, professor do Eberly College of Arts and Sciences, estudar os remanescentes de supernovas é “essencial para compreender as propriedades e a dinâmica da nossa galáxia – mas há uma discrepância severa no número de remanescentes de supernovas que esperaríamos ver em comparação com o número relativamente baixo que detectamos.”

Cerca de 300 a 400 remanescentes de supernovas foram identificados na Via Láctea, mas estudos de galáxias semelhantes sugerem que provavelmente existam cerca de 1.000 remanescentes de supernovas nesta galáxia. Com US$ 331.170 em financiamento da National Science Foundation, Anderson preencherá essa lacuna. Ele acredita que poderá duplicar o número de remanescentes de supernovas conhecidos até ao final do seu estudo de três anos.

A identificação de remanescentes de supernovas requer dados confidenciais e pode ser um desafio. Por exemplo, Anderson disse que os remanescentes de supernovas são frequentemente confundidos com as regiões HII, muito mais numerosas, nuvens de plasma denso que circundam estrelas massivas.

Trabalhando com o estudante de pós-graduação Timothy Faerber de Potomac, Maryland, Anderson usará dados de comprimento de onda de rádio dos telescópios Very Large Array e MeerKAT para identificar candidatos a remanescentes de supernova, combinando software de aprendizado de máquina com varredura tradicional “a olho nu”. Este método permitirá que Anderson descubra novos remanescentes de supernovas, confirme suspeitos de remanescentes de supernovas e remova do catálogo remanescentes identificados incorretamente.

“Este estudo é oportuno”, disse Anderson, professor de astronomia e membro do Centro WVU para Ondas Gravitacionais e Cosmologia. “Dados recentes do MeerKAT permitem a pesquisa mais sensível de remanescentes de supernovas até agora, e trabalhos recentes identificaram centenas de possíveis remanescentes de supernovas que precisam ser confirmados. Já começámos uma pesquisa inicial de alguns graus quadrados de dados GPS do telescópio MeerKAT e os resultados são incrivelmente promissores.”

Ele disse que a sua metodologia é adequada para descobrir remanescentes de supernovas em partes populosas do interior da galáxia, aumentando as probabilidades de encontrar remanescentes mais recentes que ainda não se espalharam ou se dispersaram muito. Esses remanescentes “jovens e compactos” são especialmente valiosos para pesquisadores interessados ​​nos impactos das supernovas na matéria e radiação interestelar.

Mas Anderson disse que cada remanescente recém-confirmado é uma oportunidade para um estudo detalhado – uma chance de criar reconstruções tridimensionais do material expelido por uma explosão de supernova, por exemplo, ou de aprender mais sobre o que o choque de uma supernova faz com outra matéria. na galáxia.

Ele acrescentou que o projeto também marca uma oportunidade para encontrar remanescentes de supernovas associados a pulsares. Um pulsar é o núcleo giratório ultradenso que permanece depois que uma estrela explode em uma supernova. Embora os pulsares e os remanescentes de supernovas sejam ambos criados por explosões de supernovas, raramente são encontrados em associação.

Os pulsares são importantes porque a sua “pulsação” altamente precisa permite-lhes servir como relógios cósmicos para os astrónomos, incluindo os colegas de Anderson na WVU que em Junho chegaram às manchetes internacionais pela descoberta de ondulações no espaço-tempo, graças em grande parte ao seu estudo dos pulsares.

O grupo de pesquisa de Anderson trabalhará com a equipe de divulgação pública científica da Virgínia Ocidental, que treina alunos de graduação da WVU para fazer apresentações STEM para alunos do ensino fundamental e médio, tornando as salas de aula parte da ciência atual e de ponta que está acontecendo localmente.

Nenhuma das apresentações existentes do WV SPOT mostra supernovas, disse Anderson, então eles desenvolverão um novo módulo que também fornecerá uma visão geral dos radiotelescópios. A apresentação incorporará observações de remanescentes de supernovas que serão adquiridas ao vivo a partir de um telescópio no observatório em Green Bank, proporcionando aos alunos experiência prática em astronomia em tempo real.