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Estrela sobrevive a violenta supernova e fica ainda mais brilhante

Por Equipe G. Gospel em 24/06/2022 às 16:00:05

Uma supernova é uma explosão estelar luminosa e catastrófica. As chamadas supernovas termonucleares, em particular, sinalizam a destruição completa de uma estrela anã branca, não deixando nada para trás. Pelo menos, era isso que os modelos computacionais e observações espaciais sugeriam até agora.

Dados do Telescópio Espacial Hubble, no entanto, deram a uma equipe de astrônomos uma visão sem precedentes de uma peculiar supernova termonuclear chamada SN 2012Z. Eles ficaram chocados ao descobrir que a estrela havia sobrevivido à explosão. E mais do que isso: a anã branca não apenas sobreviveu como seu brilho ficou ainda mais forte.

Imagens coloridas da galáxia espiral NGC 1309 antes e depois da explosão SN 2012Z. O quadro esquerdo mostra a imagem pré-explosão. Os quatro painéis à direita mostram a evolução da supernova ao longo das observações. Imagem: NASA, ESA, Equipe Hubble Heritage (STSCI/AURA), e A. Riess (JHU/STSCI)

Um artigo publicado no periódico científico The Astrophysical Journal relata as descobertas da equipe liderada por Curtis McCully, pesquisador de pós-doutorado na Universidade da Califórnia-Santa Barbara e no Observatório Las Cumbres. Seus intrigantes resultados dão novas informações sobre as origens de algumas das explosões mais comuns – e mais misteriosas – do universo.

Também chamadas de supernovas tipo Ia, as supernovas termonucleares são algumas das ferramentas mais importantes usadas pelos astrônomos para medir distâncias cósmicas. Desde 1998, observações dessas explosões revelam que o universo vem se expandindo a uma taxa cada vez mais acelerada, o que é atribuído a um fenômeno chamado energia escura.

Embora as supernovas termonucleares sejam crucialmente importantes para a astronomia, suas origens ainda são pouco compreendidas. Uma teoria afirma que a anã branca rouba matéria de uma estrela companheira. Quando a anã branca fica muito pesada, as reações termonucleares inflamam no núcleo e levam a uma explosão desgovernada que destrói a estrela.

Supernova descoberta se enquadra no tipo Iax

Uma "prima" mais fraca das supernovas tipo Ia, a SN 2012Z se enquadra no tipo Iax. Por serem explosões menos poderosas e lentas, alguns cientistas teorizaram que as supernovas Iax são supernovas do tipo Ia fracassadas. As novas observações confirmam essa hipótese.

Ao longo de anos, o telescópio Hubble vem examinando uma galáxia espiral localizada a 100 milhões de anos-luz da Terra chamada NGC 1309. Em 2012, a SN 2012Z foi detectada nessa galáxia. Durante um estudo para descobrir qual estrela nas imagens anteriores havia causado a grande explosão, análises de dados indicaram que ela ainda estava ali. Esta foi a primeira vez que a estrela progenitora de uma supernova de anã branca foi identificada.

"Ninguém esperava ver uma estrela sobrevivente mais brilhante. Isso foi um verdadeiro quebra-cabeça", disse McCully, revelando que sua equipe acredita que a estrela "meio explodida" ficou mais brilhante porque a supernova não foi forte o suficiente para explodir todo o material, então parte dela caiu de volta no que é chamado de remanescente. 

Com o tempo, eles esperam que a estrela retorne lentamente ao seu estado inicial, apenas menos massivo e maior. Para estrelas anãs brancas, quanto menos massa elas têm, maiores elas são em diâmetro.

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"A natureza tentou derrubar essa estrela, mas ela voltou mais poderosa do que poderíamos imaginar", disse o coautor Andy Howell, professor adjunto da UC Santa Barbara e cientista sênior do Observatório Las Cumbres. "Ainda é a mesma estrela, mas de volta em uma forma diferente. Ela transcendeu a morte".

Durante décadas, os cientistas pensaram que supernovas tipo Ia explodem quando uma estrela anã branca atinge um certo limite de tamanho, chamado de limite de Chandrasekhar, cerca de 1,4 vezes a massa do Sol. 

Esse modelo caiu em desuso nos últimos anos, já que muitas supernovas foram encontradas menos massivas do que isso, e novas ideias teóricas indicaram que há outras coisas que as fazem explodir. Os astrônomos não tinham certeza se as estrelas chegavam perto do limite de Chandrasekhar antes de explodir.

Os autores do novo estudo pensam que esse crescimento até o limite final é exatamente o que aconteceu com a SN 2012Z. "As implicações para supernovas tipo Ia são profundas", diz McCully. "Descobrimos que supernovas pelo menos podem chegar ao limite e explodir. No entanto, as explosões são fracas, pelo menos algumas vezes. Agora, precisamos entender o que faz uma supernova falhar e se tornar um tipo Iax, e o que faz um sucesso como um Tipo Ia".

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Fonte: Agência EBC

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