Explosão de supernova fraca deixou para trás uma estrela zombie

NASA

Supernova vista pelo Hubble

Supernova vista pelo Hubble

Com o Telescópio Hubble da NASA, uma equipa de astrónomos avistou um sistema estelar que pode ter deixado para trás uma “estrela zombie” depois de uma explosão de supernova invulgarmente fraca.

Uma supernova normalmente oblitera a anã branca. Nesta ocasião, os cientistas acreditam que esta supernova fraca pode ter deixado para trás uma parte sobrevivente da anã – uma espécie de estrela zombie.

Enquanto examinavam imagens do Hubble capturadas anos antes da explosão estelar, os astrónomos identificaram uma estrela azul companheira que fornecia energia à anã branca, um processo que deu início a uma reacção nuclear e libertou esta explosão fraca de supernova.

A supernova é do Tipo Iax, menos comum que o seu primo mais brilhante, o Tipo Ia. Os astrónomos identificaram mais de 30 destas mini-supernovas que podem deixar para trás uma anã branca sobrevivente.

“Os astrónomos há décadas que procuram sistemas estelares que produzem supernovas do Tipo Ia,” afirma Saurabh Jha, cientista da Universidade Rutgers em Piscataway, no estado americano da New Jersey.

“As supernovas do Tipo Ia são importantes porque são usadas para medir grandes distâncias cósmicas e a expansão do Universo. Mas temos muito poucas restrições sobre a forma como as anãs brancas explodem”, acrescenta Jha.

“As semelhanças entre as supernovas do Tipo Iax e as supernovas normais do Tipo Ia fazem com que a compreensão das progenitoras do Tipo Iax seja importante, especialmente porque nenhuma progenitora do Tipo Ia foi conclusivamente identificada. Esta descoberta mostra-nos uma maneira de obtermos uma explosão de uma anã branca”, revela o cientista.

Os resultados da equipa foram publicados esta quinta-feira na revista Nature.

NASA, ESA

 As duas imagens de inserção mostram o antes-e-depois, capturado pelo Telescópio Espacial Hubble, da supernova 2012Z na galáxia espiral NGC 1309. O X branco no topo da imagem principal marca a localização da supernova na galáxia.

As duas imagens de inserção mostram o antes-e-depois, capturado pelo Telescópio Espacial Hubble, da supernova 2012Z na galáxia espiral NGC 1309. O X branco no topo da imagem principal marca a localização da supernova na galáxia.

A supernova fraca, apelidada SN 2012Z, reside na galáxia NGC 1309 a 110 milhões de anos-luz de distância. Foi descoberta em Janeiro de 2012 pelo programa de pesquisa de supernovas do Observatório Lick. Felizmente, a câmara ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble também observou NGC 1309 durante vários anos antes da explosão de supernova, o que permitiu aos cientistas compararem imagens “antes e depois”.

Curtis McCully, estudante de graduação da Universidade Rutgers e o autor principal do artigo da equipa, melhorou as imagens da pré-explosão do Hubble e notou um objecto peculiar perto da localização da supernova.

“Fiquei muito surpreendido ao ver qualquer coisa no local da supernova. Esperávamos que o sistema progenitor fosse demasiado ténue, como em pesquisas anteriores de progenitoras de supernovas normais do Tipo Ia. Quando a natureza nos surpreende, é emocionante,” afirma McCully.

cmccully / rutgers.edu

Curtis McCully, astrofísico da Rutgers University

Curtis McCully, astrofísico da Rutgers University

Depois de estudar as cores do objecto e comparando-o com simulações de possíveis sistemas progenitores do Tipo Iax, a equipa concluiu que estavam observando a luz de uma estrela que tinha perdido a sua camada exterior de hidrogénio, revelando o seu núcleo de hélio.

Observação da área em 2015

A equipa planeia usar o Hubble novamente em 2015 para observar a área, dando tempo para a luz da supernova tornar-se fraca o suficiente para revelar uma possível estrela zombie e a companheira de hélio a fim de confirmar a sua hipótese.

“Em 2009, quando estávamos apenas começando a entender esta classe, antecipámos que estas supernovas eram produzidas por um sistema binário composto por uma anã branca e uma estrela de hélio,” afirma Ryan Foley, membro da equipa e da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, que ajudou a identificar as supernovas do Tipo Iax como uma nova classe.

“Ainda existe um pouco de incerteza neste estudo, mas é essencialmente a validação da nossa asserção”, acrescenta Foley.

Jogo de balancé

Outra explicação possível para a natureza invulgar de SN 2012Z é que decorria um “jogo de balancé” entre as estrelas do par. A estrela mais massiva evoluiu mais rapidamente para crescer e despejar o seu hidrogénio e hélio na estrela mais pequena. A estrela em rápida evolução tornou-se numa anã branca.

A estrela mais pequena ficou maior e engoliu a anã branca. As camadas exteriores desta estrela combinada foram expelidas, deixando para trás a anã branca e o núcleo de hélio da estrela companheira.

A anã branca desviou matéria da estrela companheira até que se tornou instável e explodiu como uma mini-supernova, deixando para trás uma estrela zombie sobrevivente.

Os astrónomos já localizaram o rescaldo de uma outra explosão de supernova do Tipo Iax.

As imagens da supernova 2008ha foram obtidas com o Hubble em Janeiro do ano passado, localizada a 69 milhões de anos-luz na galáxia UGC 12682, mais de quatro anos depois de ter explodido. As imagens mostram um objecto na área da supernova que pode ser a estrela zombie ou a companheira.

“A SN 2012Z é uma duas supernovas mais poderosas do Tipo Iax e SN 2008ha é uma das mais fracas da classe, o que mostra que os sistemas do Tipo Iax são muito diversos,” explica Foley, autor principal do artigo sobre a SN 2008ha.

“E talvez essa diversidade esteja relacionada com a forma com que cada uma das estrelas explode. Tendo em conta que estas supernovas não destroem completamente a anã branca, supomos que algumas destas explosões libertem pouco material e outras libertem muito material”, diz Foley.

Os astrónomos esperam que os seus novos achados estimulem o desenvolvimento de melhores modelos para estas explosões de anãs brancas e para uma compreensão mais completa da relação entre as supernovas do Tipo Iax, as supernovas normais do Tipo Ia e os seus sistemas estelares correspondentes.

CCVAlg

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