Astrônomos identificaram estilhaços de supernova lançados tão rápido que vão deixar nossa galáxia

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Ilustração de um remanescente de supernova ejetando uma anã branca. Créditos: Mark Garlick / Science Photo Library / Getty Images.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

O objeto cósmico que chamamos LP 40-365 e que até agora presumíamos ser uma estrela, não é realmente uma estrela.

Ou melhor, não é uma estrela “viva”. Os astrônomos determinaram que é um estilhaço estelar, que sobrou quando uma estrela mais massiva experimentou uma supernova catastrófica.

Essa explosão foi tão poderosa que lançou LP 40-365 para o espaço interestelar com um impulso tão forte que saiu da Via Láctea por completo, tendo alcançado velocidade suficiente para escapar da gravidade da galáxia.

Agora está viajando a uma velocidade vertiginosa de cerca de 852 quilômetros por segundo – um monstro raro conhecido como estrela de hipervelocidade. E os astrônomos descobriram que LP 40-365 está girando, dando-nos uma indicação da explosão que o produziu.

“Ter passado por uma detonação parcial e ainda sobreviver é muito legal e único, e foi apenas nos últimos anos que começamos a pensar que esse tipo de estrela poderia existir”, disse a astrônoma Odelia Putterman, da Universidade de Boston, nos Estados Unidos.

A maioria das estrelas de hipervelocidade na Via Láctea tende a ser estrelas mortas, como anãs brancas e estrelas de nêutrons. Isso porque elas são as mais propensas a vivenciar eventos violentos o suficiente para impulsioná-las para o espaço; no caso de estrelas mortas, geralmente são explosões de supernovas.

Descobrir como a explosão aconteceu requer um pouco de trabalho de detetive. Com LP 40-365, a equipe usou dados do Telescópio Espacial Hubble e do telescópio caçador de exoplanetas da NASA TESS para dar uma olhada mais de perto no próprio remanescente de estrela.

O TESS, por causa da forma como encontra exoplanetas, é otimizado para detectar variações de brilho nas estrelas – e isso é o que a equipe descobriu com LP 40-365. A cada 8,9 horas, seu brilho mudava.

“Cavamos um pouco mais fundo para descobrir por que aquela estrela estava [repetidamente] ficando mais brilhante e menos brilhante, e a explicação mais simples é que estamos vendo algo em sua superfície girar para dentro e para fora de nossas vistas a cada nove horas”, disse o astrônomo J. J. Hermes, da Universidade de Boston.

Por si só, isso não é peculiar. Todas as estrelas giram. Mas uma rotação de 8,9 horas para uma estrela que foi lançada na galáxia por uma supernova parece estranhamente lenta. Os pesquisadores conseguiram usar isso para reconstruir informações sobre como a supernova ocorreu.

Sabemos, com base em pesquisas anteriores, que LP 40-365 provavelmente já fez parte de um sistema binário contendo uma anã branca de massa alta, provavelmente tendo cerca de 1,3 vezes a massa do Sol. Isso é muito, muito próximo de uma massa crítica chamada limite de Chandrasekhar, que é cerca de 1,4 vezes a massa do Sol. Se a anã branca ganhar mais massa do que isso, ela se torna instável e geralmente acaba em uma explosão espetacular no que é conhecido como uma supernova Tipo Ia.

Eles ganham essa massa sugando-a de uma estrela companheira binária, orbitando perto o suficiente para que seu material externo seja desviado pelo campo gravitacional da anã branca. Muitas anãs brancas têm estrelas companheiras binárias; LP 40-365, como sua composiçãovelocidade sugerem, já fez parte de um sistema binário.

A velocidade é óbvia, porque existem muito poucos mecanismos conhecidos que podem produzir tais estrelas de alta velocidade. E a composição da estrela é altamente metálica. Como sabemos que explosões de supernova produzem elementos pesados, a metalicidade, combinada com a velocidade, faz de uma supernova a origem mais provável.

LP 40-365 agora atinge um peso leve 0,14 vezes a massa do Sol. É difícil avaliar, no entanto, se era parte da anã branca original no sistema binário ou da estrela companheira – da devorada ou da devoradora. Isso é o que a taxa de rotação da estrela pode ajudar a revelar.

Ao realizar cálculos baseados nesta taxa, e usando massas estimados da anã branca e seu companheiro, os pesquisadores foram capazes de determinar que LP 40-365 foi de fato muito provavelmente uma vez parte da anã branca devorada.

Está em uma trajetória de fuga e deixará o disco galáctico em cerca de 5,3 milhões de anos.

O que aconteceu com a outra estrela ninguém sabe – ela provavelmente também foi jogada para longe, mas em outra direção. Pode estar em qualquer lugar agora. Mas identificar LP 40-365 pode nos ajudar a entender melhor como esses eventos energéticos ocorrem, como eles produzem elementos pesados ​​e as propriedades de seus estilhaços estelares.

“Isso adiciona mais uma camada de conhecimento sobre o papel que essas estrelas desempenharam quando a supernova ocorreu”, disse Putterman.

“Ao entender o que está acontecendo com esta estrela em particular, podemos começar a entender o que está acontecendo com muitas outras estrelas semelhantes que vieram de uma situação semelhante”.

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters.