Astrônomos obtiveram pela primeira vez evidências visíveis de que uma estrela terminou sua vida em duas explosões. Ao estudar os restos centenários da supernova SNR 0509-67.5 com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), eles descobriram padrões que confirmam que a estrela sofreu duas explosões explosivas. Esta descoberta, publicada hoje, lança uma nova luz sobre algumas das explosões mais significativas do universo.
A maioria das supernovas é a morte explosiva de estrelas massivas, mas uma supernova importante tem uma causa discreta: anãs brancas, os núcleos pequenos e inativos que restam quando estrelas como o nosso Sol queimam seu combustível nuclear, podem gerar uma supernova do Tipo Ia, como os astrônomos a chamam.
“As explosões de anãs brancas desempenham um papel crucial na astronomia”, diz Priyam Das, um estudante de doutorado na University of New South Wales em Canberra (Austrália), que liderou o estudo sobre SNR 0509-67.5 publicado hoje na Nature Astronomy. Grande parte do nosso conhecimento sobre a expansão do universo depende de supernovas do Tipo Ia e elas também são a principal fonte de ferro em nosso planeta, incluindo o ferro em nosso sangue. “Apesar de sua importância, o antigo mistério do mecanismo exato que desencadeia sua explosão permanece sem solução”, acrescenta ele.
Todos os modelos para explicar supernovas do Tipo Ia assumem uma anã branca em um par estelar. Se ela se move perto o suficiente da outra estrela do par, ela pode roubar material de seu parceiro. Na teoria mais comum para supernovas do Tipo Ia, a anã branca acumula matéria de sua companheira até atingir uma massa crítica e então sofre uma única explosão. No entanto, estudos mais recentes sugerem que pelo menos algumas supernovas do Tipo Ia poderiam ser melhor explicadas por uma explosão dupla desencadeada antes que a estrela atingisse essa massa crítica.
Agora, os astrônomos tiraram uma nova imagem que confirma sua suspeita: pelo menos algumas supernovas do Tipo Ia explodem através de um mecanismo de dupla detonação. Neste modelo alternativo, a anã branca forma uma camada de hélio roubado ao seu redor, que pode se tornar instável e inflamar. Essa primeira explosão cria uma onda de choque que se move ao redor da anã branca e para dentro, desencadeando uma segunda detonação no núcleo da estrela – eventualmente produzindo a supernova.
Até agora, não havia evidências visuais claras de uma detonação dupla de uma anã branca. Recentemente, astrônomos previram que esse processo deixaria um padrão característico ou uma impressão digital nos remanescentes ainda brilhantes da supernova, que seria visível muito tempo após a primeira explosão. Pesquisas sugerem que os remanescentes de tal supernova conteriam duas cascas de cálcio separadas.
Astrônomos agora encontraram essa impressão digital nos remanescentes de uma supernova. Ivo Seitenzahl, que liderou as observações e pesquisou no Instituto de Estudos Teóricos de Heidelberg na época do estudo, diz que esses resultados são "uma indicação clara de que as anãs brancas podem explodir muito antes de atingir o famoso limite de massa de Chandrasekhar e que o mecanismo de 'detonação dupla' realmente ocorre na natureza". A equipe conseguiu detectar essas camadas de cálcio (azuis na imagem) no remanescente de supernova SNR 0509-67.5 observando-o com o Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) no VLT da ESO. Isso fornece fortes evidências de que uma supernova do Tipo Ia pode ocorrer antes que a anã branca associada atinja uma massa crítica.
Supernovas do Tipo Ia são a chave para nossa compreensão do universo. Elas se comportam de maneira muito consistente, e seu brilho previsível – independentemente de sua distância – ajuda os astrônomos a medir distâncias no espaço. Usando-as como uma fita métrica cósmica, os astrônomos descobriram a expansão acelerada do universo – uma descoberta que rendeu o Prêmio Nobel de Física em 2011. O estudo de seus processos de explosão nos ajuda a entender por que elas têm um brilho tão previsível.
Isso dá mais um motivo para investigar essas explosões. "Esta evidência concreta de uma detonação dupla não apenas ajuda a resolver um mistério de longa data, mas também oferece um espetáculo visual", diz ele, descrevendo a "estrutura lindamente em camadas" que uma supernova cria. Para ele, "é incrivelmente gratificante desvendar os processos internos de uma explosão cósmica tão espetacular".
VLT da ESO mostra o remanescente de supernova SNR 0509 675 É o remanescente em expansão de uma estrela que explodiu centenas de anos atrás em uma detonação dupla a primeira evidência fotográfica de que as estrelas podem morrer em duas explosões
Os dados foram coletados com o Multi Unit Spectroscopic Explorer
MUSE no VLT O MUSE permite aos astrônomos mapear a distribuição de diferentes elementos químicos que são mostrados aqui em cores diferentes O cálcio é mostrado em azul e está organizado em duas conchas concêntricas Essas duas camadas sugerem que a estrela agora extinta explodiu em uma detonação dupla
Créditos
ESO P et al Estrelas de fundo Hubble K Noll et al
