Ediçao Da Semana

Nº 2741 - 05/08/22 Leia mais

Uma supernova é a explosão catastrófica de uma estrela. Supernovas termonucleares, em particular, sinalizam a destruição completa de uma estrela anã branca, não deixando nada para trás. Pelo menos é o que os modelos e observações sugeriam.


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Quando uma equipe de astrônomos foi olhar o local da supernova termonuclear SN 2012Z com o Telescópio Espacial Hubble, ficou surpresa ao descobrir que a estrela havia sobrevivido à explosão. Não só sobreviveu – a estrela ficou ainda mais brilhante depois da supernova do que antes.

Curtis McCully, pesquisador de pós-doutorado na Universidade da Califórnia em Santa Barbara (EUA) e no Observatório Las Cumbres, revelou essas descobertas em um artigo publicado na revista The Astrophysical Journal e as apresentou em uma conferência de imprensa na 240ª reunião da American Astronomical Society. Os resultados intrigantes nos dão novas informações sobre as origens de algumas das explosões mais comuns, porém misteriosas, do universo.

Medição de distâncias cósmicas

Essas supernovas termonucleares, também chamadas de supernovas do Tipo Ia, são algumas das ferramentas mais importantes nos kits de ferramentas dos astrônomos para medir distâncias cósmicas. A partir de 1998, as observações dessas explosões revelaram que o universo está se expandindo a uma taxa cada vez mais acelerada. Acredita-se que isso se deva à energia escura, cuja descoberta ganhou o Prêmio Nobel de Física em 2011.

Embora sejam de vital importância para a astronomia, as origens das supernovas termonucleares são pouco compreendidas. Os astrônomos concordam que eles são a destruição de estrelas anãs brancas – estrelas com aproximadamente a massa do Sol compactada no tamanho da Terra. O que faz com que as estrelas explodam é desconhecido. Uma teoria postula que a anã branca rouba matéria de uma estrela companheira. Quando a anã branca fica muito pesada, reações termonucleares se inflamam no núcleo e levam a uma explosão descontrolada que destrói a estrela.

SN 2012Z foi um tipo estranho de explosão termonuclear, às vezes chamada de supernova Tipo Iax. Elas são as primas mais fracas e mais embaçadas do Tipo Ia mais tradicional. Por serem explosões menos poderosas e mais lentas, alguns cientistas teorizaram que são supernovas do Tipo Ia fracassadas. As novas observações confirmam essa hipótese.

Esquerda: imagem colorida da galáxia NGC 1309 antes da supernova 2012Z. Direita: no sentido horário a partir do canto superior direito: a posição pré-explosão da supernova; SN 2012Z durante a visita de 2013; diferença entre as imagens pré-explosão e as observações de 2016; a localização de SN 2012Z nas últimas observações em 2016. Crédito: McCully et al.

Estrela identificada

Em 2012, a supernova 2012Z foi detectada na galáxia espiral próxima NGC 1309, que havia sido estudada em profundidade e capturada em muitas imagens do Hubble ao longo dos anos que antecederam 2012Z. As imagens do Hubble foram tiradas em 2013 em um esforço conjunto para identificar qual estrela nas imagens mais antigas correspondia à estrela que explodiu. A análise desses dados em 2014 foi bem-sucedida – os cientistas conseguiram identificar a estrela na posição exata da supernova 2012Z. Essa foi a primeira vez que a estrela progenitora de uma supernova de anã branca foi identificada.

“Estávamos esperando ver uma de duas coisas quando obtivemos os dados mais recentes do Hubble”, disse McCully. “Ou a estrela teria desaparecido completamente, ou talvez ainda estivesse lá, o que significa que a estrela que vimos nas imagens pré-explosão não foi a que explodiu. Ninguém esperava ver uma estrela sobrevivente que fosse mais brilhante. Isso foi um verdadeiro quebra-cabeça.”

McCully e a equipe acham que a estrela semiexplodida ficou mais brilhante porque inchou para um estado muito maior. A supernova não era forte o suficiente para explodir todo o material, então parte dele caiu no que é chamado de remanescente ligado. Com o tempo, eles esperam que a estrela retorne lentamente ao seu estado inicial, apenas menos massivo e maior. Paradoxalmente, para estrelas anãs brancas, quanto menos massa elas têm, maiores são em diâmetro.

Morte transcendida

“Essa estrela sobrevivente é um pouco como Obi-Wan Kenobi voltando como um fantasma da força em Star Wars”, disse o coautor Andy Howell, professor adjunto da Universidade da Califórnia em Santa Barbara e cientista sênior do Observatório Las Cumbres. “A natureza tentou derrubar essa estrela, mas ela voltou mais poderosa do que poderíamos imaginar. Ainda é a mesma estrela, mas de volta em uma forma diferente. Ela transcendeu a morte.”

Durante décadas, os cientistas pensaram que as supernovas do Tipo Ia explodiam quando uma estrela anã branca atinge um certo limite de tamanho, chamado limite de Chandrasekhar, cerca de 1,4 vez a massa do Sol. Esse modelo caiu um pouco em desuso nos últimos anos, pois muitas supernovas foram encontradas com menos massa do que isso, e novas teorias indicaram que existem 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 estudo agora pensam que esse crescimento até o limite máximo é exatamente o que aconteceu com a SN 2012Z.

“As implicações para as supernovas do Tipo Ia são profundas”, disse McCully. “Descobrimos que as supernovas pelo menos podem crescer até o 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 uma ser bem-sucedida como um Tipo Ia.”