Quando as maiores estrelas do Universo ficam sem combustível, elas detonam como uma supernova, colapsando para dentro e deixando para trás uma estrela de nêutrons, um buraco negro, ou simplesmente vaporizando totalmente.
O que está acontecendo dentro da explosão em desenvolvimento é difícil de entender, especialmente no caso das chamadas supernovas exóticas, os tipos mais raros e brilhantes de explosões estelares.
Para compreender melhor a dinâmica destas supernovas raras, os astrônomos estão utilizando supercomputadores poderosos para simular o processo. Após anos de pesquisa no mundo real e em supercomputadores, os pesquisadores concluíram a primeira simulação hidrodinâmica 3D em alta definição de supernovas exóticas.
Ke-Jung Chen, do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica (ASIAA) em Taiwan, liderou uma equipe internacional e usou supercomputadores no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e no Observatório Astronômico Nacional do Japão. Eles publicaram suas descobertas no The Astrophysical Journal.
As supernovas são explosões brilhantes e poderosas que marcam o fim da vida de estrelas massivas, e os astrônomos têm uma compreensão relativamente abrangente destas explosões.
Por exemplo, para a maioria das supernovas, o seu brilho intrínseco é sempre bem conhecido, e os cientistas conseguiram criar modelos computacionais do que acontece durante uma explosão de supernova.
Mas nos últimos anos, observações de supernovas em grande escala revelaram tipos raros de explosões cósmicas, uma das quais é dezenas a centenas de vezes mais luminosa do que as supernovas normais, e a outra dura períodos extremamente longos. Apelidados de supernovas exóticas, estes eventos raros desafiam e derrubam a compreensão previamente estabelecida da física das supernovas.
As supernovas superluminosas são cerca de 100 vezes mais brilhantes que as supernovas normais, que normalmente mantêm seu brilho apenas por algumas semanas a alguns meses.
Os suspeitos de supernovas exóticas são estrelas com massas que variam de 80 a 140 vezes a do Sol. Os cientistas dizem que aprender mais sobre estas supernovas incomuns pode ser a chave para a compreensão da evolução das estrelas mais massivas do Universo.
No entanto, modelar o que acontece durante essas explosões massivas é bastante desafiador e, neste novo artigo, Ke-Jung Chen e sua equipe disseram que os modelos atuais têm sido confinados principalmente a simulações unidimensionais.
Usando simulações de supercomputadores de última geração, os pesquisadores foram capazes de modelar como as estruturas turbulentas no interior de uma explosão de supernova exótica impactam o brilho e a estrutura da explosão de toda a supernova.
“A turbulência desempenha um papel crítico no processo de explosão de uma supernova, resultante do movimento irregular de fluidos, levando a dinâmicas complexas”, escreveu a equipe.
“Estas estruturas turbulentas misturam e distorcem a matéria, influenciando a liberação e transferência de energia, afetando assim o brilho e a aparência da supernova.”
A equipe disse que mais pesquisas são necessárias para compreender melhor as supernovas exóticas, especialmente porque os projetos de pesquisa de supernovas da próxima geração muito provavelmente detectarão mais desses eventos.
Prevê-se que o Telescópio Vera Rubin, no Chile, descubra três a quatro milhões de supernovas durante a sua pesquisa de dez anos, numa vasta gama de distâncias. Além disso, missões de campo amplo no infravermelho próximo, como o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman e o Euclid, revelarão mais desses eventos.
Saber mais sobre eles a partir de simulação e modelagem computacional ajudará a aumentar nossa compreensão sobre a morte de estrelas massivas.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
