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Origem de Explosões Cósmicas Importantes Ainda é um Mistério

Quando uma estrela morre como uma supernova, ela brilha tão intensamente que pode ser vista a milhões de anos-luz de distância. Um tipo particular de supernovas – Tipo Ia – brilha e apaga de maneira tão preditiva que os astrônomos as usam para medir a taxa de expansão do universo. A resultante descoberta da energia escura e da aceleração do universo rescreveu nosso entendimento sobre o cosmos. Ainda assim a origem dessas supernovas que têm se provado tão úteis é um mistério.

“A questão do que causa uma supernova do Tipo Ia é um dos grandes mistérios sem solução na astronomia”, disse Rosanne Di Stefano do Harvard-smithsonian center for Astrophysics (CfA)

Os astrônomos possuem fortes evidências de que a supernova do Tipo Ia tem origem nos restos estelares de uma explosão de estrelas chamadas anãs brancas. Para que isso aconteça, a anã branca precisa ganhar massa até que alcance um ponto crítico onde não pode mais suportar o seu peso e então explode.

Existem atualmente duas teorias que dizem o que acontece na etapa intermediária entre um estado estável de anã branca e uma supernova, ambos necessitam da presença de uma estrela companheira para serem explicados. Na primeira possibilidade, uma anã branca engole gás soprado de uma estrela gigante vizinha. Na segunda possibilidade, duas anãs brancas colidem e se fundem. Para estabelecer quais das idéias está correta (ou no mínimo seja a mais comum), os astrônomos procuram por evidências desses sistemas binários.

Dada a taxa média de supernovas, os cientistas podem estimar quantas anãs brancas pré-supernovas devem existir em uma galáxia. Mas a busca por essas progenitoras tem se tornado cada vez mais complicada.

Para caçar essas anãs brancas, os astrônomos buscam por emissões de raios-X em uma determinada energia, produzida quando o gás atinge a superfície da estrela iniciando a fusão nuclear. Uma galáxia típica deve conter centenas dessas fontes de raios-X super leves. Porém só é possível observar algumas delas. Como resultado, um artigo recente sugere que a idéia alternativa sobre a fusão de estrelas foi a fonte de origem das supernovas Tipo Ia em muitas galáxias.

Essa conclusão se baseia na premissa de que as anãs brancas irão aparecer como fontes de raios-X super leves quando a matéria que as encontra entra em processo de fissão nuclear. Di Stefano e seus colegas argumentam que os dados não suportam essa hipótese.

Em um novo artigo, Di Stefano, leva o trabalho a um passo mais adiante. Ela aponta que uma supernova induzida por fusão de estrelas também seria precedida por uma época durante a qual a anã branca adiciona matéria. Anãs brancas são produzidas quando estrelas atingem uma determinada idade, e diferentes estrelas atingem essa idade em diferentes taxas. Qualquer sistema binário de anãs brancas próximos irão passar por uma fase onde a anã branca formada em primeiro lugar ganha e queima matéria da sua companheira. Se essas anãs brancas produzem raios-X, então nós devemos encontrá-las cem vezes mais do que normalmente encontrarmos.

A partir do momento que ambos os cenários – a explosão por acréscimo de matéria e a explosão por fusão – envolvem o acréscimo e a fusão em um mesmo ponto, a falta de fontes de raios-X super leves seria vista com a mesma importância para ambos os tipos de progenitoras. A proposta alternativa de Di Stefano é que as anãs brancas não são luminosas no comprimento de raios-X por um longo período de tempo. Talvez o material ao redor de uma anã branca possa absorver os raios-X, ou as anãs brancas podem emitir a maior parte de sua energia em outros comprimentos de onda.

Se essa é uma explicação correta, diz Di Stefano, “nós precisamos desenvolver uma nova metodologia para buscar essas progenitoras do Tipo Ia de supernovas”.

O artigo de Di Stefano foi aceito para publicação no The Astrophysical Journal e está disponível on-line aqui.

Fonte:

http://www.cfa.harvard.edu/news/2010/pr201009.html

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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