REMANESCENTE DE EXPLOSÃO RARA DESCOBERTO NO CENTRO DA VIA LÁCTEA 12 de fevereiro de 2021
Composição de dados em raios-X obtidos pelo Chandra e no rádio pelo VLA (Very Large Array) que contém a primeira evidência de um tipo raro de supernova na Via Láctea. Ao analisar mais de 35 dias de observações do Chandra, os investigadores descobriram um padrão invulgar de elementos como ferro e níquel nos detritos estelares. A explicação mais provável é que é um remanescente de supernova, de nome Sgr A Este, que foi criado por uma supernova do Tipo Iax. Esta é uma classe especial de supernovas do Tipo Ia que são usadas para medir distâncias no espaço e para estudar a expansão do Universo.
Crédito: raios-X - NASA/CXC/Universidade de Nanjing/P. Zhou et al.; rádio - NSF/NRAO/VLA
Os astrónomos podem ter encontrado o primeiro exemplo, na nossa Via Láctea, de um tipo invulgar de explosão estelar. Esta descoberta, feita com o Observatório de raios-X Chandra da NASA, contribui para a compreensão de como algumas estrelas se fragmentam e "semeiam" o Universo com elementos essenciais para a vida na Terra.
Este objeto intrigante, localizado perto do centro da Via Láctea, é um remanescente de supernova chamado Sagitário A Este, ou Sgr A Este para abreviar. Com base nos dados do Chandra, os astrónomos classificaram anteriormente o objeto como o remanescente de uma estrela massiva que explodiu como supernova, um dos muitos tipos de estrelas "explodidas" que os cientistas catalogaram.
Usando observações mais longas do Chandra, uma equipa de astrónomos concluiu agora que o objeto é o remanescente de um tipo diferente de supernova. É a explosão de uma anã branca, uma "brasa" estelar encolhida de uma estrela sem combustível como o nosso Sol. Quando uma anã branca puxa demasiado material de uma estrela companheira ou se funde com outra anã branca, a anã branca é destruída, acompanhada por um impressionante flash de luz.
Os astrónomos usam estas "supernovas do Tipo Ia" porque a maioria delas distribui quase a mesma quantidade de luz todas as vezes, não importa onde estejam localizadas. Isto permite que os cientistas as utilizem para medir com precisão as distâncias no espaço e para estudar a expansão do Universo.
Os dados do Chandra revelaram que Sgr A Este, no entanto, não veio de uma comum supernova do Tipo Ia. Em vez disso, parece que pertence a um grupo especial de supernovas que produzem diferentes quantidades relativas elementos do que as do Tipo I tradicional, e explosões menos poderosas. Este subconjunto é conhecido como "Tipo Iax," um membro potencialmente importante da família das supernovas.
"Embora tenhamos já encontrado supernovas do Tipo Iax noutras galáxias, não tínhamos identificado até agora evidências de uma na Via Láctea," disse Ping Zhou da Universidade de Nanjing, na China, que liderou o novo estudo enquanto na Universidade de Amesterdão. "Esta descoberta é importante para entender as inúmeras maneiras pelas quais as anãs brancas explodem."
As explosões das anãs brancas são uma das fontes mais importantes no Universo de elementos como o ferro, níquel e cromo. O único lugar onde os cientistas sabem que estes elementos podem ser formados é dentro da fornalha nuclear de estrelas ou quando explodem.
"Este resultado mostra-nos a diversidade de tipos e causas das explosões das anãs brancas, e as diferentes maneiras como elas produzem estes elementos essenciais", disse o coautor Shing-Chi Leung do Caltech em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. "Se estivermos certos sobre a identidade deste remanescente de supernova, seria o exemplo conhecido mais próximo da Terra."
Os astrónomos ainda estão a debater a causa das explosões das supernovas do Tipo Iax, mas a teoria principal é que envolvem reações termonucleares que viajam muito mais lentamente através da estrela do que nas supernovas do Tipo Ia. Esta caminhada relativamente lenta da explosão leva a explosões mais fracas e, portanto, a diferentes quantidades de elementos produzidos na explosão. Também é possível que parte da anã branca tenha ficado para trás.
Sgr A Este está localizada muito perto de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da nossa Via Láctea, e provavelmente cruza-se com o disco de material que rodeia o buraco negro. A equipa foi capaz de usar observações do Chandra, tendo como alvo o buraco negro supermassivo e a região em seu redor, durante um total de 35 dias, para estudar Sgr A Este e encontrar o padrão invulgar de elementos nos dados de raios-X. Os resultados do Chandra concordam com os modelos de computador que preveem uma anã branca que sofreu reações nucleares lentas, tornando-a uma forte candidata a remanescente de supernova do Tipo Iax.
"Este remanescente de supernova está no plano de fundo de muitas imagens do Chandra do buraco negro supermassivo da nossa Galáxia obtidas ao longo dos últimos 20 anos," disse Zhiyuan Li, também da Universidade de Nanjing. "Podemos finalmente ter determinado o que este objeto é e como surgiu."
Noutras galáxias, os cientistas observam que as supernovas do Tipo Iax ocorrem a uma proporção que corresponde a aproximadamente um-terço das supernovas do Tipo Ia. Na Via Láctea, existiram três remanescentes de supernova do Tipo Ia confirmadas e dois candidatos com menos de 2000 anos, correspondendo a uma idade em que os remanescentes ainda são relativamente brilhantes antes de desaparecerem mais tarde. Se Sgr A Este tiver menos de 2000 anos e resultar de uma supernova do Tipo Iax, este estudo sugere que a nossa Galáxia está em alinhamento no que respeita ao número relativo de supernovas do Tipo Iax vistas noutras galáxias.
Juntamente com a sugestão de que Sgr A Este é o remanescente do colapso de uma estrela massiva, estudos anteriores também apontaram que uma supernova normal do Tipo Ia não foi descartada. O último estudo realizado com estes dados profundos do Chandra vai contra as interpretações da estrela massiva e contra o Tipo Ia normal.
Estes resultados foram publicados na edição de dia 10 de fevereiro de 2021 da revista The Astrophysical Journal, e uma pré-impressão está disponível online. Os outros autores do artigo são Ken'ichi Nomoto da Universidade de Tóquio, no Japão, Jacco Vink da Universidade de Amesterdão, Países Baixos e Yang Chen, também da Universidade de Nanjing.
