Pa 30, remanescente da SN 1181: o Gemini Norte revela nós em seus filamentos que lembram fogos de artifício

Uma estrela nova em Cassiopeia

Entre 4 e 6 de agosto de 1181, observadores notaram em Cassiopeia uma estrela onde antes não brilhava nenhuma. Ela ficou visível por 185 dias e aparece em oito textos diferentes; como esses relatos independentes concordam entre si, sabemos com segurança quando ela surgiu e, aproximadamente, onde.

Antes da invenção do telescópio, só cinco supernovas da nossa Galáxia foram bem registradas, e a SN 1181 é uma delas. Uma explosão dessa escala deve deixar para trás uma nuvem de detritos em expansão, e os astrônomos foram atrás dela. Por muito tempo, o candidato favorito foi o remanescente 3C 58, mas a idade estimada dele levanta fortes dúvidas sobre essa associação. Assim, a SN 1181 continuava sendo a única supernova histórica dos últimos mil anos sem um remanescente confirmado.

A estrela que sobreviveu à própria explosão

A Pa 30 só foi descoberta em 2013 — e não por um profissional. O astrônomo amador norte-americano Dana Patchick a encontrou quando procurava nebulosas planetárias em dados infravermelhos do satélite WISE; era a 30ª nebulosa que ele achava, daí o número no nome.

Em 2021, uma equipe liderada por Andreas Ritter a associou à SN 1181. O gás da Pa 30 se move a cerca de 1.100 km/s e, nessa velocidade, a nuvem teria levado aproximadamente mil anos para chegar ao tamanho atual. A posição também bate com a localização indicada nos relatos chineses e japoneses, com uma diferença de até 3,5 graus.

O que torna a Pa 30 única é a estrela no centro dela, IRAS 00500+6713. A temperatura da superfície é de cerca de 200.000 kelvins, e da estrela parte um vento estelar de aproximadamente 16.000 km/s. Tanto a estrela quanto a nuvem parecem não ter hidrogênio nem hélio. Essa composição é compatível com a fusão de duas anãs brancas em uma só — as anãs brancas são os núcleos densos que estrelas como o Sol deixam para trás. Uma fusão assim pode desencadear uma supernova do tipo Iax: numa explosão comum do tipo Ia, a anã branca que explode é destruída por completo, ao passo que uma explosão do tipo Iax é mais fraca e incompleta, e por isso sobra uma estrela. A Pa 30 é o único remanescente do tipo Iax conhecido na Via Láctea.

Fogos de artifício feitos de nós

Imagens anteriores, feitas na luz do enxofre ionizado, mostravam uma nuvem com cerca de 170 segundos de arco de diâmetro (pouco menos de três minutos de arco, um décimo da largura da Lua cheia), atravessada por dezenas de filamentos retos que apontam todos para a estrela central. É por esse desenho que a Pa 30 é comparada a fogos de artifício.

As novas imagens, analisadas por uma equipe liderada por Timothy Cunningham e Ilaria Caiazzo, vêm do espectrógrafo GMOS do Gemini Norte. Elas revelam cerca de dez vezes mais filamentos do que os estudos anteriores tinham encontrado e mostram que eles não são traços lisos, e sim fileiras de pequenos nós, como contas enfiadas num fio. Estima-se que um nó típico tenha cerca de 100 bilhões de quilômetros de diâmetro, várias centenas de vezes a distância da Terra ao Sol. As imagens mostram também, pela primeira vez, que o brilho fraco do oxigênio vem dos mesmos filamentos que emitem a luz do enxofre.

Os nós são importantes porque um fluxo perfeitamente uniforme teria continuado liso. Uma cadeia de nós sugere que o gás ao redor da estrela variava em temperatura ou densidade, e que essas variações fragmentaram os detritos à medida que se afastavam da estrela. Como os filamentos surgiram ainda é motivo de debate; agora, qualquer modelo precisa reproduzir os nós.

A equipe também verificou que o centro geométrico da nebulosa coincide com a estrela. Uma explosão assimétrica teria empurrado a estrela sobrevivente para fora do centro; como ela continua no meio, qualquer impulso lateral lhe deu uma velocidade de no máximo cerca de 100 km/s, o que indica uma explosão bastante simétrica.

Onde fica a Pa 30 e por que ela é um alvo para astrofotografia

A Pa 30 fica em Cassiopeia, em ascensão reta 0 h 53 min 11 s e declinação +67° 30′. Com essa declinação, ela nunca se põe para quem está ao norte de cerca de 22,5° N; por isso, da Europa e da maior parte da América do Norte, está sempre acima do horizonte. Fica mais alta por volta da meia-noite no início de outubro, no começo da noite em novembro e dezembro e perto do anoitecer em janeiro. A Pa 30 fica em Cassiopeia, em ascensão reta 0 h 53 min 11 s e declinação +67° 30′. Com essa declinação, ela nunca se põe para quem está ao norte de cerca de 22,5° N; por isso, da Europa e da maior parte da América do Norte, está sempre acima do horizonte. Fica mais alta por volta da meia-noite no início de outubro, no começo da noite em novembro e dezembro e perto do anoitecer em janeiro. Ao sul de cerca de 22,5° S, ela nunca nasce — e São Paulo, a 23,6° S, fica um pouco ao sul desse limite: de lá, a Pa 30 nunca aparece acima do horizonte. A distância é de cerca de 7.500 anos-luz (2,3 quiloparsecs). A distância é de cerca de 7.500 anos-luz (2,3 quiloparsecs).

Ao que parece, nenhuma magnitude visual da nebulosa foi publicada, e as imagens detalhadas dos filamentos vêm de telescópios profissionais equipados com filtros de banda estreita — as mais recentes, do Gemini Norte. A Pa 30 é um alvo para fotografia de longa exposição em banda estreita, não para observação visual pela ocular.