Astrónomos acabam de descobrir um sistema que tem todas as condições adequadas para eventualmente desencadear uma quilonova.
Utilizando dados do Telescópio SMARTS de 1,5 metros no CTIO (Cerro Tololo Inter-American Observatory), um programa do NOIRLab da NSF, astrónomos descobriram o primeiro exemplo de um tipo fenomenalmente raro de sistema estelar binário, um sistema que tem todas as condições adequadas para eventualmente desencadear uma quilonova – a explosão ultrapotente, produtora de ouro, criada pela fusão de estrelas de neutrões.
Tal arranjo é tão raro que se pensa existirem apenas cerca de 10 sistemas deste tipo em toda a Via Láctea. Os resultados foram publicados na revista Nature.
Este sistema invulgar, conhecido como CPD-29 2176, está localizado a cerca de 11.400 anos-luz da Terra. Foi identificado pela primeira vez pelo Observatório Neil Gehrels Swift da NASA.
Observações posteriores com o Telescópio SMARTS de 1,5 metros permitiram aos astrónomos deduzir as características orbitais e os tipos de estrelas que compõem este sistema – uma estrela de neutrões criada por uma supernova “ultra-despojada” e uma estrela massiva em órbita próxima que está no processo de se tornar ela própria numa supernova ultra-despojada.
Uma supernova ultra-despojada é a explosão, no final da sua vida, de uma estrela massiva que teve grande parte da sua atmosfera exterior despojada por uma estrela companheira.
Esta classe de supernova não tem a força explosiva de uma supernova tradicional, que de outra forma “chutaria” uma companheira estelar próxima para fora do sistema.
“A atual estrela de neutrões teria de se formar sem ejetar a sua companheira do sistema. Uma supernova ultra-despojada é o cenário que melhor explica estas estrelas companheiras estarem numa órbita tão íntima”, disse Noel D. Richardson da Universidade Aeronáutica Embry-Riddle e autor principal do artigo científico publicado na revista Nature.
“Para um dia criar uma quilonova, a outra estrela teria também de explodir como uma supernova ultra-despojada, para que as duas estrelas de neutrões pudessem eventualmente colidir e fundir-se”, acrescenta.
Para além de representar a descoberta de algo incrivelmente raro, o estudo de sistemas progenitores de quilonovas como este pode ajudar os astrónomos a desvendar o mistério de como esses eventos se formam, lançando luz sobre a origem dos elementos mais pesados do Universo.
“Durante bastante tempo, os astrónomos especularam acerca das condições exatas que poderiam eventualmente levar a uma quilonova”, disse o coautor André-Nicolas Chené, astrónomo do NOIRLab.
“Estes novos resultados demonstram que, pelo menos em alguns casos, duas estrelas de neutrões irmãs podem fundir-se quando uma delas foi criada sem uma explosão clássica de supernova”, acrescentou.
A produção de um sistema tão invulgar, no entanto, é um processo longo e improvável.
“Sabemos que a Via Láctea contém pelo menos 100 mil milhões de estrelas e provavelmente centenas de milhares de milhões mais. Este notável sistema binário é essencialmente um em cada dez mil milhões”, disse Chené.
“Antes do nosso estudo, a estimativa era que apenas deveriam existir um ou dois desses sistemas numa galáxia espiral como a Via Láctea”, acrescentou.
Embora este sistema tenha tudo para eventualmente formar uma quilonova, caberá aos astrónomos do futuro estudar esse evento.
Será necessário pelo menos um milhão de anos para que a estrela massiva termine a sua vida como uma explosão de supernova e deixe para trás uma segunda estrela de neutrões.
Este novo remanescente estelar e a estrela de neutrões pré-existente terão então de se aproximar gradualmente num ballet cósmico, perdendo lentamente a sua energia orbital como radiação gravitacional.
Quando eventualmente se fundirem, a explosão de quilonova resultante produzirá ondas gravitacionais muito mais poderosas e deixará para trás uma grande quantidade de elementos pesados, incluindo prata e ouro.
“Este sistema revela que algumas estrelas de neutrões são formadas apenas com um pequeno pontapé de supernova“, concluiu Richardson.
“Ao entendermos a crescente população de sistemas como CPD-29 2176, vamos ter uma ideia de quão calmas podem ser algumas mortes estelares e se estas estrelas podem morrer sem as supernovas tradicionais”.
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