Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu que o néon dentro de uma determinada estrela massiva pode consumir os elétrons no núcleo, um processo chamado captura de elétrons, que faz com que a estrela colapse em uma estrela de nêutrons e produza uma supernova.
Pesquisadores estavam interessados ??em estudar o destino final das estrelas dentro de uma faixa de massa de oito a 10 massas solares, ou oito a 10 vezes a massa do sol. Esse intervalo de massa é importante porque inclui o limite entre se uma estrela tem uma massa grande o suficiente para sofrer uma explosão de supernova para formar uma estrela de nêutrons ou tem uma massa menor para formar uma estrela anã branca sem se tornar uma supernova.
Uma estrela de oito a dez massas solares geralmente forma um núcleo composto de oxigênio, magnésio e néon (figura acima). O núcleo é rico em elétrons degenerados, o que significa que há uma abundância de elétrons em um espaço denso com energia alta o suficiente para sustentar o núcleo contra a gravidade. Uma vez que a densidade do núcleo é alta o suficiente, os elétrons são consumidos pelo magnésio e depois pelo néon, que também são encontrados dentro do núcleo. Estudos anteriores confirmaram que o magnésio e o néon podem começar a corroer os elétrons quando a massa do núcleo se aproximar da massa limitante de Chandrasekhar, um processo chamado captura de elétrons, mas houve um debate sobre se a captura de elétrons pode causar a formação de estrelas de nêutrons. Uma equipe multi-institucional de pesquisadores estudou a evolução de uma estrela de 8,4 massas solares e executou simulações por computador para encontrar uma resposta.
Usando dados atualizados recentemente pela Suzuki para taxas de captura de elétrons dependentes da densidade e da temperatura, eles simularam a evolução do núcleo da estrela, que é suportada pela pressão de elétrons degenerados contra a própria gravidade da estrela. Como o magnésio e principalmente o neon comem os elétrons, o número de elétrons diminui e o núcleo diminui rapidamente.
A captura de elétrons também liberou calor. Quando a densidade central do núcleo excedeu 1010 g / cm3, o oxigênio no núcleo começou a queimar materiais na região central do núcleo, transformando-os em núcleos do grupo de ferro, como ferro e níquel. A temperatura ficou tão quente que os prótons ficaram livres e escaparam. Então os elétrons se tornaram mais fáceis de capturar por prótons livres e núcleos de grupos de ferro, e a densidade foi tão alta que o núcleo entrou em colapso sem produzir uma explosão termonuclear.
Com as novas taxas de captura de elétrons, verificou-se que a queima de oxigênio ocorreu um pouco fora do centro. No entanto, o colapso formou uma estrela de nêutrons e causou uma explosão de supernova, mostrando que uma supernova de captura de elétrons pode ocorrer.
Uma certa gama de estrelas com oito a 10 massas solares formaria anãs brancas compostas de oxigênio-magnésio-néon por perda de envelope devido à perda estelar de massa de vento. Se a perda de massa do vento for pequena, por outro lado, a estrela passa pela supernova de captura de elétrons, como encontrado em sua simulação.
A equipe sugere que a supernova de captura de elétrons possa explicar as propriedades da supernova registrada em 1054 que formou a Nebulosa do Caranguejo, como proposto por Nomoto et al. em 1982.
Estes resultados foram publicados no The Astrophysical Journal em 15 de novembro de 2019.
Publicado em 06/04/2020 07h57
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