Em 2017, os astrônomos notaram uma estrela saindo da Via Láctea a quase 2 milhões de milhas por hora (3,2 milhões de km / h) – aproximadamente quatro vezes mais rápido do que a órbita do nosso Sol – e voando contra a direção em que a maioria das estrelas caminha ao redor do centro galáctico. Ele também é feito de estrelas completamente diferentes, principalmente átomos “metálicos” pesados, em vez dos elementos leves usuais. LP 40-365, como era chamado, era tão atraente quanto um carro de madeira subindo pela interestadual contra o tráfego a centenas de quilômetros por hora.
“É excepcionalmente estranho de muitas maneiras diferentes”, disse o principal autor do estudo, J.J. Hermes, um astrônomo da Universidade de Boston.
A estrela se move tão rapidamente que está saindo de nossa galáxia para sempre, o que os astrônomos consideraram como evidência de que o explorador metálico foi lançado aqui por uma catástrofe cósmica – uma supernova. Mas eles não sabiam dizer como a supernova o fizera voar. LP 40-365 era um pedaço da própria estrela que explodiu? Ou foi uma estrela parceira que foi expulsa pela onda de choque associada às explosões de estrelas? Uma nova análise de dados antigos descobriu que a estrela – chamada de anã branca – gira em torno de seu eixo em um ritmo vagaroso – um indício de que é de fato um fragmento estelar (não uma estrela parceira) que conseguiu sobreviver a uma das estrelas da galáxia eventos mais violentos e misteriosos.
“Agora podemos conectar esta estrela aos estilhaços de uma anã branca que explodiu com muito mais confiança”, disse Hermes.
Testemunha de uma catástrofe cósmica
Pouco depois da descoberta, os astrônomos perceberam que as características únicas da estrela anã branca provavelmente significavam que ela havia testemunhado uma supernova em primeira mão. Foi rápido e toda a sua composição parecia alterada. A maioria das estrelas é feita quase inteiramente de hidrogênio e hélio. No LP 40-365, no entanto, os astrônomos detectaram apenas elementos pesados como oxigênio, néon e magnésio – átomos fundidos em uma fornalha de supernova. Uma supernova havia infundido toda a estrela com esses “metais”. (Ao contrário dos químicos, os astrônomos consideram qualquer elemento mais pesado que o hélio como um metal.)
Os astrônomos concluíram que a estrela já havia sido membro de um par de anãs brancas – o destino típico de pequenas estrelas semelhantes ao Sol – que explodem depois de extrair massa suficiente de sua parceira. Essas explosões são tão poderosas que os elementos fundem seus núcleos em elementos completamente novos. Dois cenários eram possíveis. Na primeira, uma estrela explodiu de forma limpa, explodindo sua parceira com metais pesados e enviando-a para o espaço. No segundo, algum fragmento da estrela em explosão escapou da supernova, carregado com os metais forjados na explosão.
“Uma grande questão é: qual parte da estrela binária estamos observando”, disse Saurabh Jha, astrônomo da Rutgers University em Nova Jersey, que não esteve envolvido na pesquisa, ao Live Science por e-mail. “Ambos são empolgantes, nos dando uma nova maneira de entender a explosão das anãs brancas.”
Um sobrevivente girando lentamente
Para entender melhor a estrela bizarra, Hermes e seus colegas vasculharam os dados coletados pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA, que procura planetas distantes que passam na frente e escurecem suas estrelas hospedeiras. LP 40-365 não tem planeta, mas escurece e clareia a cada 8,9 horas, revelaram os dados do TESS. A equipe encontrou o mesmo mecanismo de relógio piscando em dados existentes do Telescópio Espacial Hubble, que eles acreditam significar que a estrela gira, trazendo manchas solares para dentro e para fora de vista. O piscar também pode indicar pulsação, mas as pulsações estelares tendem a ser irregulares. “O cenário mais provável”, disse Hermes, é “que existam algumas pequenas verrugas na superfície”.
Eles publicaram suas descobertas online em 7 de junho no The Astrophysical Journal Letters.
Saber quão rápido o LP 40-365 gira é útil porque ajuda os pesquisadores a entender o que a anã branca provavelmente experimentou há cerca de 5 milhões de anos durante a supernova. O par inicialmente orbitava um ao outro a cada 30 a 60 minutos, estimou o grupo. Se LP 40-365 fosse a estrela companheira, jogada para longe, ainda deveria estar girando quase tão rapidamente.
Mas sua rotação relativamente relaxada sugere que ele passou por uma transformação mais dramática. A anã branca que explodiu teria inflado mais, sua taxa de rotação despencando tanto quanto a rotação de um patinador artístico diminui quando ele estende os braços. O período de rotação com duração de mais de uma semana sugere que a anã branca é um fragmento difuso da estrela que explodiu.
“Acho que este é um trabalho observacional muito bom e, supondo que seus cálculos estejam corretos para as previsões dos dois cenários, certamente reforça o caso do cenário [supernova incompleta]”, escreveu Jha.
O cálculo assume que a estrela essencialmente se manteve unida, sem girar muitos pedaços principais que poderiam afetar significativamente sua revolução. (Se um patinador artístico joga fora um de seus patins, isso pode ajustar sua rotação.)
Enquanto os astrônomos freqüentemente observam supernovas anãs brancas, usando-as para cronometrar a expansão acelerada do universo devido à energia escura, os pesquisadores não entendem completamente como tais eventos acontecem. Até recentemente, poucos teóricos teriam previsto a sobrevivência de uma supernova como possível. Uma ignição fora do centro pode não detonar a estrela inteira, mas o debate está longe de ser resolvido. “Há muita física desconhecida”, disse Hermes.
Procurando por mais estrelas “parcialmente queimadas”
Descobrir que LP 40-365 é um sobrevivente de supernova é o cenário que os pesquisadores esperavam, porque significa que, em comparação com a estrela companheira, o fragmento está mais intimamente ligado à catástrofe estelar. Ao estudar a quantidade de magnésio, néon e outros elementos dentro da estrela veloz, os pesquisadores puderam ter um vislumbre dentro da caixa preta da própria supernova. “Não podemos simular isso na Terra. As condições são tão extremas que este é o único laboratório que temos, encontrando estrelas como esta”, disse Hermes.
LP 40-365 é uma de um punhado de anãs brancas extremamente metálicas que os astrônomos avistaram recentemente, o principal membro de um grupo que eles estão chamando de “remanescentes estelares fugitivos parcialmente queimados”. Coletar dados sobre mais estrelas que as supernovas não conseguiram queimar completamente pode ajudar os pesquisadores a ter uma ideia melhor do que esses sistemas estão fazendo antes que os flashes explosivos apareçam nos telescópios dos astrônomos.
“Esta estrela realmente explodiu”, disse Hermes. “Podemos usá-lo para aprender algo mais sobre esses fins violentos.”
Publicado em 16/08/2021 01h20
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