Bolha cósmica brilhante | Bright Superbubble

 

Uma bolha cósmica superbrilhante

 

Esta imagem composta mostra uma superbolha na Grande Nuvem de Magalhães (LMC), uma pequena (apesar do nome) galáxia satélite da Via Láctea, distante cerca de 160.000 anos-luz da Terra. Vária novas estrelas, algumas com massa extremamente grande, estão em formação no aglomerado estelar NGC 1929, encrustado na nebulosa N44, assim denominada por ser a 44ª nebulosa de um catálogo desse objetos nas Nuvens de Magalhães. As estrelas de grande massa produzem radiação intensa, expelem matéria a altas velocidades, e evoluem até explodirem como supernovas. 

Os ventos e as ondas de choque geradas pelas supernovas esculpem enormes cavidades chamadas superbolhas no gás circundante. Imagens de raios X obtidas pelo Observatório Chandra de Raios X (azul) mostram regiões quentes criadas por esses ventos e ondas de choque, e dados de infravermelho do Telescópio Espacial Spitzer (vermelho) assinalam os locais em há poeira e gás mais frio. A luz óptica do telescópio Max-Planck-ESO de 2,2 metros (amarela), situado no Chile, mostra onde a radiação ultravioleta de estrelas jovens e quentes faz o gás da nebulosa brilhar.

Um antigo problema da astrofisica de altas energias é o fato de algumas bolhas na LMC, inclusive N44, emitem mais raios X do que o previsto em modelos de suas estruturas. Esses modelos consideram que o gás quente emissor de raios X foi produzido por ventos de estrelas de grande massa e restos de  várias supernovas. Um estudo do Chandra publicado em 2011 mostrou que existem duas outras fontes de emissão de raios X em N44 não incluídas nesses  modelos: ondas de choque de supernovas que atingem as paredes das cavidades, e matéria quente evaporando-se das paredes das cavidades. 

As observações do Chandra também mostram não haver provas de aumento de elementos mais pesados que o  hidrogênio e o hélio nas cavidades, excluindo assim essa possibilidade como uma terceira explicação para as fortes emissões de raios X. Somente através de longas observações com o uso de todos os recursos do Chandra foi possível agora distinguir as diferentes fontes dos raios X produzidos por superbolhas. 


 A Surprisingly Bright Superbubble

This composite image shows a superbubble in the Large Magellanic Cloud (LMC), a small satellite galaxy of the Milky Way located about 160,000 light years from Earth. Many new stars, some of them very massive, are forming in the star cluster NGC 1929, which is embedded in the nebula N44, so named because it is the 44th nebula in a catalog of such objects in the Magellanic Clouds. The massive stars produce intense radiation, expel matter at high speeds, and race through their evolution to explode as supernovas. 

The winds and supernova shock waves carve out huge cavities called superbubbles in the surrounding gas. X-rays from NASA's Chandra X-ray Observatory (blue) show hot regions created by these winds and shocks, while infrared data from NASA's Spitzer Space Telescope (red) outline where the dust and cooler gas are found. The optical light from the 2.2-m Max-Planck-ESO telescope (yellow) in Chile shows where ultraviolet radiation from hot, young stars is causing gas in the nebula to glow.

A long-running problem in high-energy astrophysics has been that some superbubbles in the LMC, including N44, give off a lot more X-rays than expected from models of their structure. These models assume that hot, X-ray emitting gas has been produced by winds from massive stars and the remains of several supernovas. A Chandra study published in 2011 showed that there are two extra sources of N44’s X-ray emission not included in these models: supernova shock waves striking the walls of the cavities, and hot material evaporating from the cavity walls. 

The Chandra observations also show no evidence for an enhancement of elements heavier than hydrogen and helium in the cavities, thus ruling out this possibility as a third explanation for the bright X-ray emission. Only with long observations making full use of the capabilities of Chandra has it now become possible to distinguish between different sources of the X-rays produced by superbubbles.