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 sugeriram.
Então, quando uma equipe de astrônomos foi olhar o local da peculiar supernova termonuclear SN 2012Z com o Telescópio Espacial Hubble, eles ficaram chocados ao descobrir que a estrela havia sobrevivido à explosão. Não só sobreviveu – a estrela ficou ainda mais brilhante depois da supernova do que antes.
O primeiro autor Curtis McCully, pesquisador de pós-doutorado na UC Santa Barbara e no Observatório Las Cumbres, publicou essas descobertas em um artigo no 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.
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. Eles são os primos mais fracos e mais fracos 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 esta hipótese.
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. Esta foi a primeira vez que a estrela progenitora de uma supernova 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-cabeças.”
McCully e a equipe acham que a estrela semi-explodida 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.
“Esta estrela sobrevivente é um pouco como Obi-Wan Kenobi voltando como um fantasma de força em Star Wars”, disse o coautor Andy Howell, professor adjunto da UC Santa Barbara e cientista sênior do Observatório Las Cumbres. “A natureza tentou derrubar esta 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 vezes 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 ideias teóricas indicaram que existem outras coisas que as fazem explodir. Os astrônomos não tinham certeza se as estrelas chegaram 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 o SN 2012Z.
“As implicações para as supernovas do Tipo Ia são profundas”, diz 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 bem sucedido como um Tipo Ia.”
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