Hubble descobre sistema estelar de supernova ligada a uma possível ‘estrela zumbi’

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As duas imagens embutidas, capturadas pelo telescópio espacial Hubble da NASA, mostram o antes e o depois da Supernova 2012Z na galáxia espiral NGC 1309. O X branco na parte superior da imagem principal marca a localização da supernova na galáxia. Crédito: NASA, ESA.

Artigo traduzido de Phys.org.

Usando o telescópio espacial Hubble, da NASA, uma equipe de astrônomos detectou um sistema estelar que poderia ter deixado para trás uma “estrela zumbi” depois de uma explosão de supernova estranhamente fraca.

A supernova geralmente destrói a estrela anã branca que explode ou morre. Nesta ocasião, os cientistas acreditam que esta fraca supernova pode ter deixado para trás uma parte sobrevivente da estrela anã – uma espécie de estrela zumbi.

Ao examinar as imagens do Hubble tiradas anos antes da explosão estelar, os astrônomos identificaram uma estrela companheira azul, alimentando uma anã branca, um processo que desencadeou uma reação nuclear e liberou esta fraca explosão supernova. Esta supernova, Tipo Iax, é menos comum do que sua prima mais brilhante, do Tipo Ia. Os astrônomos identificaram mais de 30 destas mini-supernovas que pode ter deixado para trás uma anã branca sobrevivente.

“Os astrônomos têm procurado por décadas por sistemas estelares que produzem explosões de supernovas do Tipo Ia”, disse o cientista Saurabh Jha, da Universidade de Rutgers, em Piscataway, New Jersey. “As explosões do Tipo Ia são importantes porque são usadas ​​para medir grandes distâncias cósmicas e a expansão do Universo. Mas temos pouquíssimas informações de sobre como as anãs brancas explodem. As semelhanças entre o Tipo Iax e o comum tipo Ia nos faz entender a importância do progenitor do Tipo Iax , especialmente porque nenhum progenitor do Tipo Ia foi conclusivamente identificado. Esta descoberta nos mostra uma maneira de ter uma explosão de anã branca”.

Os resultados da equipe serão exibidos na edição da revista Nature desta quinta – feira, 7 de agosto.

A supernova fraca, apelidada de SN 2012Z, reside na galáxia NGC 1309, que está a 110 milhões de anos-luz de distância. Ela foi descoberta no Lick Observatory Supernova Search em janeiro de 2012. Felizmente, a Advanced Camera for Surveys do Hubble observou NGC 1309 por vários anos antes da explosão da supernova, o que permitiu aos cientistas comparar as imagens do antes e depois.

Curtis McCully, um estudante de graduação da Universidade Rutgers e autor principal do artigo da equipe, melhorou as imagens do Hubble da pré-explosão e notou um objeto estranho perto da localização da supernova.

“Fiquei muito surpreso ao ver alguma coisa no local da supernova. Nós esperávamos que o sistema original fosse muito fraco para ver, como em pesquisas anteriores de progenitores de supernovas do Tipo Ia. É emocionante quando a natureza nos surpreende”, disse McCully.

Depois de estudar as cores do objeto e comparar com simulações de computador dos possíveis sistemas de progenitores do Tipo Iax, a equipe concluiu que estavam vendo a luz de uma estrela que tinha perdido o seu invólucro de hidrogênio exterior, revelando seu núcleo de hélio.

A equipe planeja usar o Hubble novamente em 2015 para observar a área, dando tempo para que a luz da supernova diminua o suficiente para revelar uma possível estrela zumbi e uma companheira de hélio para confirmar sua hipótese.

“Em 2009, quando estávamos apenas começando a entender esta classe, nós previmos estas supernovas produzidas por um sistema binário constituído por uma anã branca e uma estrela de hélio”, disse o membro da equipe Ryan Foley, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, que ajudou a identificar a nova classe de supernovas do Tipo Iax. “Ainda há um pouco de incerteza neste estudo, mas é essencialmente a validação de nossa afirmação”.

Uma possível explicação para a natureza incomum de SN 2012Z é que um jogo de gangorra seguiu entre a maior e menor estrela do par. A estrela de maior massa evoluiu mais rapidamente, expandiu e despejou seu hidrogênio e hélio na a estrela menor. A estrela evoluiu rapidamente e tornou-se uma anã branca. A estrela menor ficou maior e engoliu a anã branca. As camadas mais externas da combinação das estrelas foram ejetadas, deixando para trás a anã branca e o núcleo de hélio da estrela companheira. A anã branca desviou matéria da estrela companheira até que se tornou instável e explodiu como uma mini-supernova, deixando para trás uma estrela zumbi sobrevivente.

Os astrônomos já localizaram na sequência outra explosão supernova do Tipo Iax. As imagens tiradas com o Hubble, em janeiro de 2013, são da supernova 2008ha, situada a 69 milhões de anos-luz de distância, na galáxia UGC 12682, mais de quatro anos depois de ter explodido. As imagens mostram um objeto na área da supernova que poderia ser a estrela zumbi ou a companheira. Os resultados serão publicados no The Astrophysical Journal.

“SN 2012Z é uma das mais poderosas supernovas do Tipo Iax e SN 2008ha é uma das mais fracas da classe, mostrando que os sistemas do Tipo Iax são muito diversos”, explicou Foley, autor principal do artigo sobre SN 2008ha. “E possivelmente essa diversidade está relacionada com a forma como cada uma dessas estrelas explode. Pelo fato destas supernovas não destruírem a anã branca completamente, supomos que algumas dessas explosões ejetam pouco material e outras ejetam muito.”

Os astrônomos esperam que suas novas descobertas estimulem o desenvolvimento de modelos melhorados para estas explosões de anãs brancas e uma compreensão mais completa da relação entre as supernovas do Tipo Iax e as do Tipo Ia e seus sistemas estelares correspondentes.

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