Os astrônomos encontraram evidências dramáticas de que um buraco negro ou estrela de nêutrons espiralou seu caminho até o núcleo de uma estrela companheira e fez com que essa companheira explodisse como uma supernova. Os astrônomos foram informados por dados do Very Large Array Sky Survey (VLASS), um projeto de vários anos usando o Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) da National Science Foundation.
“Os teóricos previram que isso poderia acontecer, mas esta é a primeira vez que realmente vimos tal evento”, disse Dillon Dong, um estudante graduado da Caltech e autor principal de um artigo relatando a descoberta na revista Science.
A primeira pista veio quando os cientistas examinaram imagens do VLASS, que começou as observações em 2017, e encontraram um objeto emitindo ondas de rádio brilhantemente, mas que não havia aparecido em uma pesquisa anterior do céu VLA, chamada Imagens Faint of the Radio Sky at 20 centímetros (FIRST ) Eles fizeram observações subsequentes do objeto, designado VT 1210 + 4956, usando o VLA e o telescópio Keck no Havaí. Eles determinaram que a emissão de rádio brilhante vinha dos arredores de uma galáxia anã, formadora de estrelas, a cerca de 480 milhões de anos-luz da Terra. Mais tarde, eles descobriram que um instrumento a bordo da Estação Espacial Internacional detectou uma explosão de raios-X vindos do objeto em 2014.
Os dados de todas essas observações permitiram aos astrônomos reunir a história fascinante de uma dança da morte de séculos de duração entre duas estrelas massivas. Como a maioria das estrelas que são muito mais massivas do que o nosso Sol, essas duas nasceram como um par binário, orbitando uma à outra. Um deles era mais massivo do que o outro e evoluiu ao longo de seu tempo de vida normal alimentado por fusão nuclear mais rapidamente e explodiu como uma supernova, deixando para trás um buraco negro ou uma estrela de nêutrons superdensa.
O buraco negro ou a órbita da estrela de nêutrons ficou cada vez mais perto de sua companheira e, cerca de 300 anos atrás, entrou na atmosfera da companheira, dando início à dança da morte. Nesse ponto, a interação começou a espalhar gás do companheiro para o espaço. O gás ejetado, espiralando para fora, formou um anel em forma de rosca em expansão, denominado toro, ao redor do par.
Eventualmente, o buraco negro ou estrela de nêutrons fez seu caminho para dentro do núcleo da estrela companheira, interrompendo a fusão nuclear, produzindo a energia que impedia o colapso do núcleo por sua própria gravidade. Quando o núcleo entrou em colapso, ele formou brevemente um disco de material orbitando o intruso e impulsionou um jato de material para fora do disco a velocidades próximas à da luz, perfurando seu caminho através da estrela.
“Esse jato é o que produziu os raios-X vistos pelo instrumento MAXI a bordo da Estação Espacial Internacional, e isso confirma a data deste evento em 2014”, disse Dong.
O colapso do núcleo da estrela fez com que ela explodisse como uma supernova, seguindo a explosão anterior de sua irmã.
“A estrela companheira iria explodir eventualmente, mas essa fusão acelerou o processo”, disse Dong.
O material ejetado pela explosão da supernova de 2014 se moveu muito mais rápido do que o material lançado anteriormente da estrela companheira, e no momento em que VLASS observou o objeto, a explosão da supernova estava colidindo com esse material, causando choques poderosos que produziram a emissão de rádio brilhante vista pelo VLA.
“Todas as peças desse quebra-cabeça se encaixam para contar essa história incrível”, disse Gregg Hallinan, da Caltech. “O resto de uma estrela que explodiu há muito tempo mergulhou em sua companheira, fazendo com que ela também explodisse”, acrescentou.
A chave para a descoberta, disse Hallinan, foi o VLASS, que é a imagem de todo o céu visível na latitude do VLA – cerca de 80 por cento do céu – três vezes em sete anos. Um dos objetivos de fazer o VLASS dessa forma é descobrir objetos transitórios, como explosões de supernovas, que emitem intensamente em comprimentos de onda de rádio. Esta supernova, causada por uma fusão estelar, no entanto, foi uma surpresa.
“De todas as coisas que pensamos que descobriríamos com o VLASS, esta não foi uma delas”, disse Hallinan.
Publicado em 05/09/2021 18h10
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