Abundância de metais raros aponta para uma estrela companheira desaparecida da supernova Cassiopeia A

NASA/CXC/SAO

Uma análise espectroscópica por astrofísicos do instituto RIKEN (Japão) sugere que a estrela massiva que explodiu para formar a supernova conhecida como Cassiopeia A provavelmente tinha uma estrela companheira que ainda não foi descoberta. Isto dará um novo impulso aos esforços para localizar a companheira.

As supernovas estão entre os eventos mais violentos do Universo. Ocorrem quando uma estrela massiva esgota o seu reservatório de combustível e o seu núcleo colapsa sob a enorme atração gravitacional da estrela.

Embora tenham sido apresentadas teorias que expliquem os processos envolvidos, ainda precisam de ser corroboradas por observações. “Os mecanismos de explosão de estrelas massivas são um problema de longa data na astrofísica,” observa Toshiki Sato, do Laboratório de Astrofísica de Alta Energia do RIKEN. “Temos cenários teóricos, mas gostaríamos de confirmá-los com observações.”

Um importante parâmetro no estudo da evolução das estrelas é a proporção de elementos mais pesados para o elemento mais leve, hidrogénio – uma proporção conhecida como metalicidade. Pouco depois do Big Bang, havia apenas três elementos: hidrogénio, hélio e lítio. Mas a cada geração sucessiva de estrelas, os elementos mais pesados tornaram-se mais abundantes.

A metalicidade inicial de uma estrela é um fator importante na determinação do seu destino. “A metalicidade inicial afeta a forma como uma estrela morre,” diz Sato. “Portanto, é muito importante investigar a metalicidade inicial para entender como uma estrela explodiu.”

Agora, Sato e seus colegas determinaram pela primeira vez a metalicidade inicial de Cassiopeia A. Fizeram-no combinando dados de 13 observações da supernova pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA ao longo dos últimos 18 anos para encontrar a proporção do elemento manganês em relação ao cromo no momento da explosão. A partir deste rácio, estimaram que a metalicidade inicial de Cassiopeia A era menor do que a do Sol.

Cassiopeia A é conhecida por ser uma supernova de invólucro despojado porque a sua camada externa de hidrogénio foi arrancada. Mas a baixa metalicidade inicial implica que o vento estelar teria sido demasiado fraco para remover a camada de hidrogénio.

A única explicação que resta é que foi removida por uma estrela companheira – uma descoberta surpreendente, já que até ao momento não foi encontrada nenhum indício de uma estrela companheira.

“A razão pela qual nunca foi observada pode ser porque é um objeto compacto e fraco, como um buraco negro, uma estrela de neutrões ou uma anã branca,” diz Sato. “Este achado, portanto, fornece uma nova direção para a compreensão da origem de Cassiopeia A. Esperamos que isto leve a um avanço significativo na compreensão do mecanismo das explosões de supernova.”

// CCVAlg

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