Um grupo de cientistas ligado à SuperNova Legacy Survey (SNLS) encontrou evidências muito fortes de que existirá mais que um tipo de supernova Ia. As supernovas Ia são uma classe de estrelas associadas a explosões terminais que até agora era considerado essencialmente uniforme em todos os aspectos importantes. No entanto, a supernova SNLS-03D3bb possui mais do dobro do brilho das supernovas do tipo Ia mas possui muito menos energia cinética e parece envolver apenas metade da massa das supernovas do tipo Ia típicas.
Os autores da descoberta que surge na revista Nature de 21 de Setembro com o título “A type-Ia Supernova From a Super-Chandrasekhar Mass White Dwarf Star,” , incluem Andrew Howell, que fez parte da Divisão de Física do Lawrence Berkeley National Laboratory e que agora trabalha na Universidade de Toronto e Peter Nugent, um astrofísico da Divisão de Investigação Computacional dos Laboratórios de Berkeley. São também autores Mark Sullivan da Universidade de Toronto e Richard Ellis do California Institute of Technology. Estes e muitos outros autores do artigo trabalham em comum no Supernova Cosmology Project que está sediado no Laboratório de Berkeley.
Dado que quase todas as supernovas do Tipo Ia encontradas até agora, embora não fossem particularmente brilhantes, tinham uma luminosidade invulgarmente uniforme, eram consideradas "velas padronizadas" para a determinação de distâncias cosmológicas. Em 1998, após as observações de muitas supernovas do Tipo Ia longínquas, o Supernova Cosmology Project e o projecto rival High-Z Supernova Search Team anunciaram a sua descoberta de que o Universo se encontra em expansão acelerada, uma descoberta que rapidamente foi explicada através de algo desconhecido chamado energia escura que preenche o Universo e que se opõe à força gravitacional da atracção mútua entre a matéria.
“As supernovas do tipo Ia são consideradas indicadores fiáveis de distância devido a possuírem uma quantidade padrão de combustível - o carbono e o oxigénio numa anã branca - e terem uma forma uniforme de ser despoletadas.” disse Nugent. “Prevê-se que expludam quando a massa da anã branca atinge a massa limite de Chandrasekhar que é cerca de 1.4 vezes a massa do Sol. O facto de SNLS-03D3bb se encontrar bem acima desta massa de certa forma abre uma caixa de Pandora.”
A classificação dos tipos de supernova é baseado no seu espectro. As supernovas do tipo Ia não têm linhas de hidrogénio no seu espectro mas possuem linhas de absorção de silício devido à química das suas explosões. Acredita-se que este tipo de supernova é resultado de um sistema binário em que existe uma estrela anã branca e uma estrela mais jovem. A estrela anã branca, com uma massa que inicialmente é cerca de 2/3 da massa do Sol acreta massa da sua companheira até que atinge o limite de Chandrasekhar. O aumento da pressão no interior da estrela provoca a fusão do oxigénio e do carbono, o que leva à formação dos elementos da tabela periódica até ao níquel; a energia libertada no processo destrói a estrela numa explosão termonuclear violentíssima.
Têm sido encontradas pequenas variações do Tipo Ia, mas que se têm mostrado facilmente reconciliáveis. As estrelas mais brilhantes levam um pouco mais a atingir o brilho máximo e depois também um pouco mais na demora a perder o seu brilho. Quando os tempos das curvas de luz são ajustadas de modo a ser normalizadas e o brilho é ajustado de modo equivalente, as curvas de todas as supernovas do tipo Ia coincidem.
Estas diferenças de brilho podem dever-se a diferenças nas proporções de carbono e oxigénio das estrelas anãs brancas ou até devidas a assimetrias geométricas na forma como visualizamos a explosão.
No entanto nenhuma destas diferenças é suficiente para explicar o brilho extremo da supernova SNLS-03D3bb. Para além do mais a massa ejectada nas supernovas mais brilhantes viaja a maiores velocidades enquanto os materiais ejectados pela SNLS-03D3bb são invulgarmente lentos.
“Andy Howell considerou a partir destes dados que a SNLS-03D3bb deverá ter uma massa supra-Chandrasekhar” disse Nugent.
“O modelo de Chandrasekhar de 1931 para o colapso estelar era elegante e permitiu-lhe ganhar um prémio Nobel” disse Nugent. “No entanto, era um modelo unidimensional simples. O simples facto de se introduzir rotação é suficiente para que se exceda a massa de Chandrasekhar como ele próprio reconheceu.”
Esta descoberta abre agora novos problemas de investigação para os quais os astrofísicos procuram agora as soluções.
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Comunicado de imprensa (LBL)
Universe Today
Supernovas:
Wikipedia
NASA
Projecto cosmológico de Berkeley |
