SIMULAÇÕES DE SUPERNOVAS REVELAM COMO AS EXPLOSÕES ESTELARES ESCULPEM NUVENS DE DETRITOS 30 de março de 2021
Uma supernova cria uma nuvem de detritos que contém uma "impressão digital" da explosão. Nesta visualização dos dados da simulação, um-quarto da concha externa do remanescente foi removido para revelar os aglomerados de matéria no seu interior (as cores denotam materiais diferentes).
Crédito: Ferrand et al., 2021
Os astrónomos estão agora numa melhor posição para interpretar as observações de remanescentes de supernovas, graças às simulações de computador destes eventos cataclísmicos por astrofísicos do RIKEN (Japão).
Quando certos tipos de estrelas morrem, explodem violentamente no que é conhecido como supernova. Uma das formas mais comuns de supernova, as do Tipo Ia, começa com uma estrela anã branca densa que queimou o seu combustível de hidrogénio. A matéria que flui de uma estrela companheira pode dar início a uma reação de fusão nuclear descontrolada na anã, desencadeando uma conflagração massiva que cria muitos dos elementos mais pesados do Universo. Estes são lançados para fora numa nuvem luminosa conhecida como remanescente, que contém uma "impressão digital" da explosão.
Giller Ferrand do Laboratório Astrofísico do Big Bang do RIKEN e colegas no Japão e na Alemanha têm vindo a desenvolver simulações tridimensionais de computador que recriam supernovas. As suas simulações envolvem duas etapas: a primeira modela a própria explosão de supernova, enquanto a segunda usa isso como entrada para um modelo do remanescente de supernova. "O nosso objetivo é explorar como diferentes condições da explosão produzem remanescentes com formas e composições características, semelhantes às que observamos na nossa Galáxia," explica Ferrand.
As mais recentes simulações da equipa concentram-se em dois aspetos das supernovas: como a explosão começa dentro de uma anã branca e como a combustão se espalha pela estrela. A ignição pode começar em apenas alguns lugares dentro da anã branca ou pode ser disparada em vários pontos simultaneamente. Entretanto, a combustão pode ser uma deflagração - um incêndio turbulento que se move mais lentamente do que a velocidade local do som - ou pode envolver deflagração seguida por uma detonação supersónica.
Ao colocar estas opções juntas de maneiras diferentes, os investigadores produziram quatro modelos de remanescentes de supernova. "Cada modelo tem as suas propriedades distintas," diz Ferrand. Por exemplo, uma supernova com poucos pontos de ignição e uma explosão de deflagração produziu um remanescente com uma concha simétrica deslocada do centro da explosão. Em contraste, uma simulação que envolve poucos pontos de ignição e uma detonação produziu um remanescente no qual metade da concha externa era duas vezes mais espessa que a outra metade. Os remanescentes das simulações de deflagração também apresentavam "costuras" inesperadas de material mais denso.
Estes resultados sugerem que o melhor momento para ver a impressão digital de uma supernova no seu remanescente é cerca de 100-300 anos após a explosão. Esta impressão é visível por mais tempo em supernovas com menos pontos de ignição, e todos os remanescentes nas simulações tornaram-se esféricos, no global, em 500 anos. Estes resultados vão guiar os astrónomos na interpretação das observações de remanescentes de supernovas.
