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Nova teoria pode explicar a formação de supernovas

A SN 1572, também conhecida como supernova de Tycho (porque foi descrita extensivamente pelo astrônomo dinamarquês Tycho Brahe, em livro publicado em 1573) surgiu no céu no ano de 1572, e se trata do remanescente de uma supernova tipo Ia. Crédito: Raios-X: NASA/CXC/SAO; Infravermelho: NASA/JPL-Caltech; Óptica: MPIA/Calar Alto/O. Krause et al.

A SN 1572, também conhecida como supernova de Tycho (porque foi descrita extensivamente pelo astrônomo dinamarquês Tycho Brahe, em livro publicado em 1573) surgiu no céu no ano de 1572, e se trata do remanescente de uma supernova tipo Ia. Crédito: Raios-X: NASA/CXC/SAO; Infravermelho: NASA/JPL-Caltech; Óptica: MPIA/Calar Alto/O. Krause et al.

Supernovas são explosões cósmicas cujo brilho pode ofuscar momentaneamente a luz de galáxias inteiras. Apesar de terem sido uma ferramenta importantíssima na descoberta da matéria escura, força que acelera a expansão do universo, o processo que dá origem a supernovas tipo Ia ainda é misterioso. Eis que a luz emitida por duas dessas detonações estelares foi capturada nos detalhes temporais mais nítidos já vistos, e os dados parecem das suporte a uma hipótese em desenvolvimento: a de que as explosões resultam da fusão de duas anãs brancas, estrelas que já completaram seu ciclo de vida normal.

A descoberta desgasta a visão tradicional de que as supernovas tipo Ia surgiam de uma única anã branca acumulando material de uma estrela companheira, como, por exemplo, uma comum, semelhante ao Sol, ou uma gigante vermelha anciã.

Curiosamente, as imagens foram obtidas pelo observatório espacial Kepler, telescópio da NASA destinado à busca de exoplanetas (planetas localizados fora do nosso sistema solar). A missão Kepler procurou por planetas orbitando cerca de 150 mil estrelas da Via Láctea, e a sensibilidade do telescópio às alterações na luminosidade — além da capacidade de coletar dados a cada 30 minutos — fez dele um instrumento ideal para o registro do surgimento e do decréscimo da luz emitida pelas supernovas.

O astrônomo Robert Olling, da Universidade de Maryland, encontrou duas supernovas tipo Ia depois de pesquisar por cerca de 400 galáxias que figuravam no campo de visão do Kepler. Seus achados foram expostos na reunião da Sociedade Astronômica Americana, na região de Washington, D.C., em 8 de janeiro.

As nítidas informações do Kepler vêm auxiliando os cientistas a distinguir entre os dois cenários previstos para as explosões. Ambos exigem que uma anã branca retire material de uma companheira até que a pressão interna dê ignição a uma explosão termonuclear. Porém, no modelo da companheira comum, a camada de material em expansão a partir da anã branca trombaria na estrela normal, gerando mais calor e luz, o que seria visto por nós como um “inchaço”, ou um “galo”, nos primeiros dias de brilho da supernova. No entanto, tal galo não consta dos dados de Olling.

Este quadro praticamente exclui as companheiras gigantes vermelhas, conclui Olling, já que essas estrelas maiores provocariam um galo considerável. Daniel Kasen, astrônomo da Universidade da Califórnia em Berkeley e colaborador da pesquisa, vê uma compatibilidade entre os dados e estrelas companheiras menores, mais parecidas com o Sol. Tais estrelas não apenas causam um inchaço menor, como este pode simplesmente estar ausente dependendo do ângulo de visão do observador, diz Kasen. Se a supernova estiver entre o telescópio e a estrela companheira, por exemplo, o inchaço provavelmente não será observado.

Astrônomos afirmam que as supernovas tipo Ia são causadas pelo seguinte ciclo de eventos: 1) Uma estrela comum consome seu hidrogênio combustível e se torna uma gigante vermelha; 2) As camadas externas da estrela se expandem; 3) O objeto se resfria e se contrai, tornando-se uma anã branca; 4) A estrela acumula material advindo de uma companheira em processo de fusão; 5) A mudança brusca de pressão ocasiona uma explosão termonuclear. Crédito: Nature

A ideia de que as supernovas tipo Ia podem surgir da fusão de duas anãs brancas foi descartada durante anos, pois pensava-se que os estágios finais da junção ocorriam muito devagar, levando milhares de anos para que esta fosse concluída. Então, o vagaroso acúmulo de material levaria, mais provavelmente, à formação de uma estrela de nêutrons. Porém, no início da década, simulações passaram a sugerir que as fusões poderiam ocorrer em segundos, ou minutos, provocando uma mudança súbita de pressão que resultaria na explosão majestosa, afirma Stan Woosley, teórico da Universidade da Califórnia.

Craig Wheeler, teórico da Universidade do Texas em Austin, atenta para a presença de problemas no modelo das fusões. Ele cita, por exemplo, que simulações desses eventos frequentemente produzem explosões altamente assimétricas, ao passo que as observações atuais tendem a ser mais esféricas. Além disso, observações espectroscópicas — que decompõem a luz nos comprimentos de onda que ela contêm — não encontraram tanta radiação por átomos de ferro ionizados quanto as simulações preveem.

De acordo com Olling, observações de telescópios em solo também são importantes, uma vez que o Kepler apenas registra a luminosidade, mas não decompõe seu espectro. O pesquisador espera que, de agora em diante, o Kepler seja utilizado para observações de supernovas simultâneas às de observatórios terrestre, pois os dias de caça-planetas da missão foram encerrados devido a falhas mecânicas que o impedem de continuar esta tarefa.

Fonte: Nature


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This entry was posted on 14 de Janeiro de 2014 by in Astronomia and tagged , , , , .

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