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Uma supernova é a catastrófica explosão de uma estrela. As supernovas termonucleares, em particular, indicam a destruição total de uma estrela anã branca, não ficando nada para trás. Pelo menos, segundo sugerem os modelos e observações.

Mas uma equipa de astrónomos, que observou com o Telescópio Espacial Hubble o local onde ocorreu a peculiar supernova termonuclear SN 2012Z, ficou muito surpreendida ao descobrir que a estrela sobreviveu à explosão. Não só sobreviveu como ficou ainda mais brilhante após a supernova.

À esquerda: imagem a cores da Galáxia NGC 1309 antes da Supernova 2012Z. À direita: no sentido horário a partir de cima: a posição da supernova antes da explosão; SN-2012Z durante a visita de 2013; a diferença entre as imagens antes da explosão e as observações de 2016; a localização de SN-2012Z nas últimas observações de 2016. Crédito: MCCULLY ET AL.

Curtis McCully, investigador de pós-doutoramento na UC Santa Barbara e no Observatório de Las Cumbres, principal autor do artigo a descrever estas descobertas publicado na revista The Astrophysical Journal, apresentou o seu trabalho numa conferência de imprensa no 240º encontro da Sociedade de Astronomia Americana. Os intrigantes resultados dão-nos novas informações sobre as origens de algumas das explosões mais comuns, porém misteriosas, do Universo.

Estas supernovas termonucleares, também conhecidas por supernovas de Tipo Ia, são das ferramentas mais importantes do conjunto de ferramentas que os astrónomos usam para medir distâncias cósmicas. A partir de 1998, as observações destas explosões revelaram que o Universo se está a expandir a uma taxa cada vez mais acelerada. Acredita-se que este fenómeno se deva à energia escura, cuja descoberta foi distinguida com o Prémio Nobel de Física em 2011.

Embora sejam de vital importância para a astronomia, ainda não se compreende bem a origem destas supernovas termonucleares. Os astrónomos concordam que eles sejam a destruição de estrelas anãs brancas – estrelas com aproximadamente a massa do Sol compactadas para o tamanho da Terra. Mas ainda se desconhece o que faz estas estrelas explodirem. Há uma teoria que postula que a anã branca rouba matéria a uma estrela companheira e, quando fica muito pesada, desencadeia no núcleo reações termonucleares que levam a uma explosão descontrolada que destrói a estrela.

A supernova SN 2012Z foi um tipo estranho de explosão termonuclear, por vezes conhecida por supernova de Tipo Iax. São as parentes mais ténues e fracas das de Tipo Ia mais tradicionais. Por serem explosões menos poderosas e mais lentas, alguns cientistas pensam que são supernovas de Tipo Ia falhadas. As novas observações confirmam esta hipótese.

A supernova 2012Z foi detetada em 2012 na galáxia espiral próxima NGC 1309, que tinha sido estudada em profundidade e captada em muitas imagens do Hubble ao longo dos anos que antecederam a supernova. As imagens do Hubble foram obtidas em 2013 num trabalho conjunto para identificar que estrela das imagens mais antigas correspondia à estrela que explodiu. A análise destes dados, realizada em 2014, foi bem-sucedida – os cientistas conseguiram identificar a estrela na posição exata da supernova 2012Z. Foi a primeira vez que a estrela progenitora da supernova de uma anã branca foi identificada.

“Quando obtivemos os dados mais recentes do Hubble, estávamos à espera de ver uma de duas coisas”, disse McCully, “ou a estrela tinha desaparecido completamente, ou talvez ainda lá estivesse, o que significaria que a estrela que vimos nas imagens da pré-explosão não era a que explodiu. Mas ninguém esperava ver uma estrela sobrevivente que fosse mais brilhante. Isto foi um verdadeiro enigma.”

McCully e a sua equipa consideram que a estrela, que terá sofrido uma explosão parcial, ficou mais brilhante porque se terá dilatado. A supernova não terá sido suficientemente forte para explodir todo o material, e parte dele terá caído no que se designa por remanescente ligado. A equipa espera que, com o tempo, a estrela volte lentamente ao seu estado inicial, só que menos massiva e maior. Paradoxalmente, as anãs brancas, quanto menos massa têm, maiores são em diâmetro.

“Esta estrela sobrevivente é uma espécie de Obi-Wan Kenobi que regressa como um fantasma da força em Star Wars”, disse Andy Howell, professor adjunto da UC Santa Barbara e cientista do Observatório de Las Cumbres, coautor do artigo. “A natureza tentou derrubar esta estrela, mas ela voltou mais poderosa do que imaginávamos. É ainda a mesma estrela, mas voltou em forma diferente. Transcendeu a morte.”

Durante décadas, os cientistas julgaram que as supernovas de Tipo Ia explodiam quando uma estrela anã branca atingia um determinado limite de tamanho, o limite de Chandrasekhar, cerca de 1,4 vezes a massa do Sol. Este modelo caiu um pouco em desuso nos últimos anos, já que foram descobertas muitas supernovas com massa inferior a esse limite, e novas teorias indicaram que existem outros fatores que as fazem explodir. Os astrónomos não estavam certos de as estrelas se aproximarem do limite de Chandrasekhar antes de explodirem. No caso de SN 2012Z, os autores deste estudo pensam que este crescimento até ao limite máximo foi exatamente o que aconteceu.

“As implicações são significativas para as supernovas de Tipo Ia”, disse McCully. “Descobrimos, pelo menos, que as supernovas podem crescer até ao limite e explodir. No entanto, as explosões são fracas, pelo menos em alguns casos. Agora, precisamos de compreender o que faz falhar uma supernova, tornando-se de Tipo Iax, e o que a faz ser bem-sucedida, como as de Tipo Ia.”

 

Fonte da notícia: UC Santa Barbara

Tradução: Teresa Direitinho

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