PROGENITORA DA SUPERNOVA DE TYCHO NÃO ERA QUENTE NEM LUMINOSA
29 de setembro de 2017
O remanescente de supernova de Tycho, visto em raios-X, que mostra a onda de choque em expansão.
Crédito: raios-X: NASA/CXC/Rutgers/K. Eriksen et al.; ótico: DSS
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Uma equipa internacional de cientistas da Universidade de Monash (Melbourne, Austrália), das Universidades de Townson e Pittsburgh (EUA) e do Instituto Max Planck para Astrofísica, lançou nova luz sobre as origens da famosa supernova de Tycho. A investigação, publicada na revista Nature Astronomy, desmantela a visão comum de que a supernova de Tycho teve origem numa anã branca, que acretava lentamente matéria da sua companheira num sistema binário.
As supernovas do Tipo Ia (SNe Ia) servem como "velas padrão" da cosmologia observacional moderna; também desempenham um papel vital na evolução química galáctica. No entanto, a origem dessas gigantescas explosões cósmicas permanece incerta. Embora exista um consenso quase universal de que as SNe Ia sejam resultado da interrupção termonuclear de uma anã branca, composta por carbono e oxigénio, atingindo o limite de massa de Chandrasekhar (cerca de 1,4 vezes a massa do nosso Sol), a natureza exata das suas progenitoras é ainda desconhecida. A anã branca pode estar a acumular gradualmente matéria de uma estrela companheira, alcançando assim o limite de massa de Chandrasekhar, e a partir deste ponto começar a fuga nuclear; ou a explosão nuclear pode ser desencadeada pela fusão de duas anãs brancas num sistema binário compacto. Estes dois cenários diferem dramaticamente ao nível de emissão eletromagnética esperada da progenitora durante os milhões de anos que antecedem a explosão.
Uma anã branca que acumula material da estrela companheira torna-se uma fonte abundante de raios-X e radiação UV extrema - o canónico cenário de acreção implica uma progenitora quente e luminosa que ioniza todo o gás circundante dentro de um raio de ~10-100 parsecs (cerca de 300 anos-luz), a chamada esfera de Strömgren. Depois da anã branca despoletar a explosão de supernova, a fonte da emissão ionizante desaparece. No entanto, o gás interestelar demora muito tempo para se recombinar e para se tornar novamente neutro - uma nebulosa ionizada continuará a existir em torno da supernova até mais ou menos 100.000 anos após a explosão. Assim, a deteção de pequenas quantidades de gás neutro na vizinhança da supernova pode ajudar os cientistas a colocar restrições apertadas sobre a temperatura e luminosidade da progenitora.
Há 445 anos, Tycho Brahe observou uma nova estelar ("nova estrela") no céu noturno. Mais brilhante que Vénus quando apareceu pela primeira vez, desvaneceu ao longo do ano seguinte. Hoje, sabemos que Tycho tinha observado uma perturbação nuclear de uma anã branca - uma supernova do Tipo Ia. Graças à sua história e proximidade relativa com a Terra, a supernova de Tycho é um dos exemplos mais bem documentados de uma supernova do Tipo Ia.
Em particular, sabemos, a partir de observações óticas do remanescente de supernova, que hoje ainda se expande para o gás principalmente neutro. Assim, usando o próprio remanescente como uma sonda do seu ambiente, os cientistas puderam excluir progenitoras luminosas e quentes que teriam produzido uma esfera de Strömgren maior que o raio do remanescente atual (~3 parsecs). Isto exclui, conclusivamente, anãs brancas que queimam, estavelmente, combustível nuclear (fontes de raios-X), bem como a emissão de disco de uma anã branca com a massa de Chandrasekhar que acumularia mais de uma massa solar em aproximadamente 100 milhões de anos (novas recorrentes). A ausência de uma circundante esfera de Strömgren é consistente com a fusão de um binário composto por duas anãs brancas, embora outros cenários mais exóticos também sejam possíveis.
Impressão de artista de um sistema binário composto por duas anãs brancas.
Crédito: Tod Strohmayer (GSFC), CXC, NASA; ilustração: Dana Berry (CXC)
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