«

»

maio 27

Descoberta de supernova causada por uma Wof-Rayet revela como morrem as estrelas mais brilhantes

http://i.space.com/images/i/000/039/454/original/supernova-galaxy-ugc-9379.jpg?1400692120

A supernova brilhante SN 2013cu (à direita) explodiu na galáxia UGC 9379, a cerca de 360 milhões de anos-luz da Terra. No par de imagens vemos a situação da galáxia antes e depois da explosão. A imagem à esquerda foi tomada pelo SDSS (Sloan Digital Sky Survey), enquanto que a imagem à direita foi obtida pelo telescópio de 60 polegadas do Observatório Monte Palomar. Créditos: Avishay Gal-Yam, Weizmann Institute of Science

Há muito tempo que os astrônomos suspeitam que as estrelas mais luminosas e de maior massa explodem quando morrem. Agora, os astrônomos obtiveram a prova mais direta de que esses behemoths cósmicos morrem em uma explosão estrondosa.

As pesquisas esclarecem sobre as explosões de estrelas que fornecem ao Universo a matéria prima para a construção dos planetas e, consequentemente, para suportar a vida.

O Sol é 330 mil vezes mais massivo que a Terra e responde por 99,86% da massa total do Sistema Solar. No entanto, comparando com outras estrelas, o Sol é na verdade um “peso leve”. Entre as mais luminosas estrelas do Universo estão as extraordinárias estrelas de Wolf-Rayet (WR), com massas 20 a 40 vezes superior à do nosso Sol e temperaturas 5 vezes maiores ou mais. Animais raros, estes, apenas algumas centenas de Wolf-Rayets são conhecidas pelos astrônomos.

calor intenso inerente das estrelas de Wolf-Rayet expulsa suas camadas externas, o que as transforma em estrelas com massivos ventos solares. Anualmente as WRs lançam no espaço matéria equivalente à massa da Terra, soprando ventos de gás ionizado em velocidades da ordem de 9 milhões de km/h.

Como as estrelas gigantes morrem?

Os astrônomos há muito suspeitam que as estrelas de Wolf-Rayet se autodestroem violentamente como supernovas, as mais poderosas explosões estelares do Universo. As supernovas são tão brilhantes que ofuscam momentaneamente as próprias galáxias hospedeiras e as enriquecem com os elementos pesados que compõem os blocos de construção para novas estrelas, planetas, luas e, eventualmente, a vida.

Entretanto, as quantidades gigantescas de matéria que estas estrelas expulsam para o espaço acabam por obscurece-las fortemente, por isso os cientistas tinham dificuldades em conceber como as WRs se formam, vivem e morrem.

Avishay Gal-Yam, autor do estudo, astrofísico do Instituto Weizmann de Ciências, em Israel, disse:

Descobrir que tipo de estrela explodiu, depois de ter explodido, é obviamente um problema difícil, já que a explosão destrói grande parte da informação do objeto original.

Alguns pesquisadores até levantaram dúvidas se as Wolf-Rayet explodiam ou não como supernovas. Gal-Yam lembrou que:

Há alguns modelos teóricos que preveem que as estrelas Wolf-Rayet colapsam, formando um buraco negro, tranquilamente, sem darem origem a uma luminosa supernova.

Agora, de forma inédita, os cientistas obtiveram a confirmação direta de que uma estrela Wolf-Rayet morreu gerando uma supernova.

Os cientistas focaram na supernova SN 2013cu, que brilhou a cerca de 360 milhões de anos-luz da Terra, na constelação de Boötes (Boeiro). Esta explosão foi uma supernova classificada como Tipo IIb (fraca em Hidrogênio), o que significa que ocorreu após o núcleo da estrela ficar sem combustível nuclear, colapsando para um pequeno objeto extraordinariamente denso em uma fração de segundo e finalmente dando origem a uma gigantesca explosão. Os núcleos remanescentes destas supernovas têm duas opções possíveis: ou uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.

A ‘fumaça’ da explosão da Wolf-Rayet

Afortunadamente, os astrônomos descobriram a supernova SN 2013cu bem cedo, logo após o início, durante a pesquisa intermediate Palomar Transient Factory (iPTF), um telescópio que rastreia o céu, montado com um sistema robótico de observação.

Peter Nugent, coautor do trabalho, cientista da Universidade da Califórnia, Berkeley, exclamou:

Enviamos alertas de alta qualidade desta supernova para os astrônomos de todo o mundo em menos de 40 minutos! Em seguida, os cientistas de diversas partes do globo usaram telescópios terrestres e espaciais para observarem a supernova recém-nascida, aproximadamente entre as 5,7 e 15 horas após ter explodido.

Gal-Yam disse:

As capacidades de observação recentemente desenvolvidas permitem-nos estudar estrelas que explodem de uma forma que antes só poderíamos sonhar. Estamos na direção de conseguir realizar estudos de supernovas em tempo real.

A explosão ionizou as moléculas vizinhas com um flash ultravioleta, dando-lhes uma carga elétrica.

Gal-Yam explicou:

O material ionizado que rodeava a estrela emitiu uma luz que nos disse qual a composição elementar do vento e, consequentemente, as evidências da composição química da superfície da estrela, tal como ela era pouco antes de explodir.

Esta é uma informação muito poderosa sobre a natureza da estrela que explodiu e sobre a forma como ela evoluiu antes de explodir. Trata-se da primeira vez que conseguimos obter este tipo de informação.

 Esta oportunidade notável dura apenas um dia, antes da onda de choque da explosão da supernova apagar a assinatura do evento inicial de ionização da atmosfera estelar.

A luz emitida indicou que a estrela progenitora da supernova era de fato uma estrela Wolf-Rayet rica em nitrogênio.

A prova!

Nugent complementou:

Esta é a prova! Pela primeira vez, podemos apontar diretamente para uma observação e dizer que este tipo de estrela Wolf-Rayet levou a uma supernova de Tipo IIb.

Alex Filippenko, Universidade da Califórnia, Berkeley, coautor do artigo, adicionou:

Quando identifiquei o primeiro exemplo de uma supernova Tipo IIb, em 1987, sonhei que um dia teríamos a prova direta de que tipo de estrela explodiu. É refrescante podermos agora dizer que as estrelas Wolf-Rayet são responsáveis [por supernovas Tipo IIb], pelo menos em alguns casos.

Estudos futuros poderão analisar mais estrelas Wolf-Rayet, com o objetivo de confirmar se estas mortes violentas são o padrão.

Gal-Yam concluiu:

Se nós podemos mostrar que esta é a norma para tais estrelas de grande massa, então isto significa que terão de ser desenvolvidas novas teorias que expliquem como é possível estas estrelas formarem um buraco negro e ao mesmo tempo expelirem quantidades enormes de matéria e de energia dando origem a supernovas tão luminosas.

As descobertas foram publicadas na edição de 22 de Maio da revista Nature.

Fontes

Nature:

Space.com: Supernova Discovery Reveals How the Biggest, Brightest Stars Die

._._.

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Você pode usar estas tags e atributos de HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

error: Esse blog é protegido!