Pela segunda vez, astrofísicos avistaram um flash espetacular de luz ultravioleta (UV) acompanhando uma explosão de anã branca.
Um tipo extremamente raro de supernova, o evento deve oferecer uma visão de vários mistérios de longa data, incluindo o que faz as anãs brancas explodirem, como a energia escura acelera o cosmos e como o universo cria metais pesados, como o ferro.
“O flash UV está nos dizendo algo muito específico sobre como essa anã branca explodiu”, disse o astrofísico da Universidade Northwestern Adam Miller, que liderou a pesquisa. “Com o passar do tempo, o material explodido se afasta da fonte. À medida que esse material diminui, podemos ver cada vez mais fundo. Após um ano, o material será tão fino que veremos todo o caminho até o centro da explosão. . ”
Nesse ponto, disse Miller, sua equipe saberá mais sobre como essa anã branca – e todas as anãs brancas, que são restos densos de estrelas mortas – explodem.
O artigo será publicado em 23 de julho no The Astrophysical Journal.
Miller é membro do Centro de Exploração e Pesquisa Interdisciplinar em Astrofísica (CIERA) da Northwestern e diretor do Programa de Bolsas de Estudos em Ciência de Dados da Corporação Survey of Space and Time (LSST).
Evento comum com uma torção rara
Usando o Zwicky Transient Facility na Califórnia, os pesquisadores descobriram a supernova peculiar em dezembro de 2019 – apenas um dia após a explosão. O evento, apelidado de SN2019yvq, ocorreu em uma galáxia relativamente próxima, localizada a 140 milhões de anos-luz da Terra, muito perto da cauda da constelação de Draco em forma de dragão.
Em poucas horas, os astrofísicos usaram o Observatório Neil Gehrels Swift da NASA para estudar o fenômeno em comprimentos de onda ultravioleta e de raios-X. Eles imediatamente classificaram o SN2019yvq como uma supernova do tipo Ia (pronuncia-se “one-A”), um evento bastante frequente que ocorre quando uma anã branca explode.
“Essas são algumas das explosões mais comuns do universo”, disse Miller. “Mas o que é especial é esse flash UV. Os astrônomos pesquisam isso há anos e nunca o encontraram. Até onde sabemos, esta é apenas a segunda vez que um flash UV foi visto com uma supernova do tipo Ia”.
Mistério aquecido
O raro flash, que durou alguns dias, indica que algo dentro ou perto da anã branca estava incrivelmente quente. Como as anãs brancas se tornam cada vez mais frias à medida que envelhecem, o influxo de calor intrigou os astrônomos.
“A maneira mais simples de criar luz UV é ter algo muito, muito quente”, disse Miller. “Precisamos de algo muito mais quente que o nosso Sol – um fator três ou quatro vezes mais quente. A maioria das supernovas não é tão quente, então você não recebe a radiação UV muito intensa. Algo incomum aconteceu com essa supernova para criar fenômeno quente “.
Miller e sua equipe acreditam que essa é uma pista importante para entender por que as anãs brancas explodem, o que tem sido um mistério de longa data no campo. Atualmente, existem várias hipóteses concorrentes. Miller está particularmente interessado em explorar quatro hipóteses diferentes, que correspondem à análise de dados de sua equipe no SN2019yvq.
Cenários possíveis que podem causar uma anã branca explodir com um flash UV:
Uma anã branca consome sua estrela companheira e se torna tão grande e instável que explode. Os materiais da anã branca e da estrela companheira colidem, causando um flash de emissão de UV;
O material radioativo extremamente quente no núcleo da anã branca se mistura com suas camadas externas, fazendo com que a concha externa atinja temperaturas mais altas que o normal;
Uma camada externa de hélio inflama carbono dentro da anã branca, causando uma explosão dupla extremamente quente e um flash UV;
Duas anãs brancas se fundem, provocando uma explosão com ejetos em colisão que emitem radiação UV.
“Dentro de um ano”, disse Miller, “seremos capazes de descobrir qual desses quatro é a explicação mais provável”.
Insights Abaladores da Terra
Quando os pesquisadores souberem o que causou a explosão, eles aplicarão essas descobertas para aprender mais sobre a formação de planetas e a energia escura.
Como a maior parte do ferro no universo é criada pelas supernovas do tipo Ia, entender melhor esse fenômeno pode nos dizer mais sobre o nosso próprio planeta. O ferro das estrelas explodidas, por exemplo, formava o núcleo de todos os planetas rochosos, incluindo a Terra.
“Se você quer entender como a Terra se formou, você precisa entender de onde veio o ferro e a quantidade de ferro necessária”, disse Miller. “Compreender as maneiras pelas quais uma anã branca explode nos dá uma compreensão mais precisa de como o ferro é criado e distribuído por todo o universo”.
Iluminando a energia escura
As anãs brancas já desempenham um papel enorme no entendimento atual dos físicos da energia escura também. Os físicos prevêem que as anãs brancas têm o mesmo brilho quando explodem. Portanto, as supernovas do tipo Ia são consideradas “velas padrão”, permitindo que os astrônomos calculem exatamente a que distância estão as explosões da Terra. O uso de supernovas para medir distâncias levou à descoberta da energia escura, uma descoberta reconhecida com o Prêmio Nobel de Física de 2011.
“Não temos uma maneira direta de medir a distância de outras galáxias”, explicou Miller. “A maioria das galáxias está realmente se afastando de nós. Se existe uma supernova do tipo Ia em uma galáxia distante, podemos usá-la para medir uma combinação de distância e velocidade que nos permite determinar a aceleração do universo. A energia escura permanece um mistério. Mas essas supernovas são a melhor maneira de investigar a energia escura e entender o que é “.
E, ao entender melhor as anãs brancas, Miller acredita que poderíamos entender melhor a energia escura e a rapidez com que ela acelera o universo.
“No momento, ao medir distâncias, tratamos todas essas explosões da mesma forma, mas temos boas razões para acreditar que existem múltiplos mecanismos de explosão”, afirmou. “Se pudermos determinar o mecanismo exato de explosão, achamos que podemos separar melhor as supernovas e fazer medições de distância mais precisas”.
Publicado em 25/07/2020 17h20
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