Nova Pesquisa Sugere Que Estrelas de Massa Intermediária Não Colapsam, Mas Sim, Explodem!!!

Conduzindo uma pesquisa experimental com uma matéria 25 vezes mais densa do que aquela encontrada no centro do Sol, os pesquisadores determinaram a natureza do processo nuclear que ocorre dentro de estrelas de massa intermediária.

Nosso entendimento da morte de estrela tanto de grande como de pequena massa é relativamente bem conhecido, mas a descoberta dessa equipe pode mudar como nós pensamos sobre o destino de estrelas com massa intermediária. Eles sugerem que as estrelas podem não collapsar, como se pensava anteriormente, mas sim, terminar suas vidas numa explosão espetacular.

Como uma estrela se desenvolve está muito relacionado à sua massa, com as estrelas de massas menores como o nosso Sol, deixando para trás uma anã branca, um núcleo estelar remanescente composto de elétrons degenerados, e o resto de uma estrela de grande massa pode se tornar uma estrela de nêutrons, ou um buraco negro.

Os eventos que ocorrem no final da vida de uma estrela de massa intermediária são mais estranhos. Estrelas que tem entre 7 e 11 vezes a massa do Sol, são estrelas extremamente comuns na nossa galáxia, a Via Láctea.

O destino final de uma estrela de massa intermediária depende de um pequeno detalhe, que está ligado, a quão rapidamente o isótopo do neônio-20 captura elétrons do núcleo estelar. Dependendo dessa taxa de captura de elétrons, a estrela irá passar por uma explosão termonuclear ou irá colapsar para formar uma estrela de nêutrons.

Estudando esses isótopos em laboratórios aqui na Terra, a equipe de pesquisadores percebeu que eles poderiam ter uma ideia sobre o que acontece no interior dessas estrelas. Esse trabalho começou, quando eles perceberam que uma transição entre o neônio-20 e o flúor-20 era a peça fundamental da informação necessária para determinar a taxa de captura de elétrons em estrelas de massa intermediária.

Estudando a taxa de decaimento do flúor-20 e combinando com cálculos teóricos, a equipe foi capaz de encontrar um valor para a taxa de captura. A captura de elétrons é um processo onde um elétron é atraído para um núcleo atômico. Isso resulta na transformação de um próton em um nêutron e um neutrino, sendo que o último é ejetado. Como os elementos são caracterizados pelo número de prótons no seu núcleo, o resultado final é a transformação de um elemento em outro. Isso normalmente significa a transformação de um isótopo instável em um mais estável.

As medidas feitas pela equipe revelaram uma forte transição entre o estado de repouso do neônio-20 e do flúor-20. Isso faz com que a captura no neônio-20 ocorra em densidades maiores do que os físicos pensavam anteriormente ser possível. Para estrelas de massa intermediária, isso significa que o processo é muito mais provável de ocorrer e levar a uma explosão termonuclear do que o colapso numa estrela de nêutrons.

É interessante observar como uma simples transição pode ter um impacto tão grande na evolução de um objeto como uma estrela. Os resultados da equipe têm implicações bem mais abrangentes para a abundância e para a evolução de determinados elementos químicos na galáxia, pois explosões termonucleares ejetam muito mais material nas suas vizinhanças do que o colapso gravitacional. Esse material ejetado é rico em titânio-50, cromo-54 e ferro-60, significando que uma razão isotópica incomum de titânio e cromo encontrada em alguns meteoritos, e a descoberta do ferro-60 em sedimentos no fundo dos oceanos, poderia ter sido produzida por estrelas de massa intermediária. Sendo esse o caso, isso significa que estrelas de massa intermediária podem ter explodido na nossa vizinhança galáctica na história recente, nos último milhão de anos e no passado distante também, bilhões de anos atrás.

Se a pesquisa da equipe estiver correta, uma explosão termonuclear parece ser o cenário mais provável para o destino final de uma estrela de massa intermediária. Isso resultaria numa supernova do tipo Ia deixando para trás um tipo único de anã branca, conhecida como anã branca de oxigênio-ne6onio-ferro. Então, para confirmar que a pesquisa está correta, basta detectar essas anãs brancas. O estudo subsequente deve agora focar no mecanismo que gera essa explosão.

Enquanto espera por esse desenvolvimento, a equipe de pesquisadores continua trabalhando para entender o papel da convecção dentro das estrelas e na explosão. Além disso, aceleradores nucleares na Terra podem ser usados para investigar vários isótopos e suas propriedades para entender melhor o papel deles nos eventos cósmicos.

Fonte:

https://thenextweb.com/events/2020/02/13/nasa-paypal-reddit-spotif-speakers-tnw2020/

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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