ESTRELA EM FORMA DE LÁGRIMA APONTA PARA SUPERNOVA FUTURA 16 de julho de 2021
Impressão de artista do sistema HD265435 daqui a aproximadamente 30 milhões de anos, com a mais pequena anã branca distorcendo a sub-anã quente numa distinta forma de lágrima.
Crédito: Universidade de Warwick/Mark Garlick
Os astrónomos fizeram uma rara observação de duas estrelas que espiralam para a sua destruição, avistando sinais reveladores de uma estrela em forma de lágrima.
A forma trágica é provocada por uma massiva anã branca próxima, que distorce a estrela com a sua intensa gravidade, que também será o catalisador para uma eventual supernova que consumirá ambas. Descoberto por uma equipa internacional de astrónomos e astrofísicos liderados pela Universidade de Warwick, é um dos poucos sistemas estelares descobertos que um dia verá uma anã branca reacender o seu núcleo.
Uma nova investigação publicada pela equipa no passado dia 12 de julho na revista Nature Astronomy confirma que as duas estrelas estão nos estágios iniciais de uma espiral que provavelmente terminará numa supernova do Tipo Ia, um tipo que ajuda os astrónomos a determinar o ritmo a que o Universo se está a expandir.
HD265435 está localizado a cerca de 1500 anos-luz de distância e consiste de uma sub-anã quente e de uma anã branca que se orbita uma à outra a um ritmo de mais ou menos 100 minutos. As anãs brancas são estrelas "mortas" que queimaram todo o seu combustível e que entraram em colapso, tornando-as pequenas mas extremamente densas.
Uma supernova do Tipo Ia geralmente ocorre quando o núcleo de uma anã branca reacende-se, levando a uma explosão termonuclear. Existem dois cenários em que isto pode acontecer. No primeiro, a anã branca ganha massa suficiente para atingir 1,4 vezes a massa do nosso Sol, conhecido como limite de Chandrasekhar. HD265435 encaixa-se no segundo cenário, no qual a massa total de um sistema estelar constituído por várias estrelas está próximo ou acima deste limite. Sabemos apenas de um punhado de outros sistemas estelares que vão atingir este limite e resultar numa supernova do Tipo Ia.
A autora principal, Dra. Ingrid Pelisoli, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, e anteriormente afiliada à Universidade de Potsdam, explica: "Não sabemos exatamente como é que estas supernovas explodem, mas sabemos que tem que acontecer porque vemos isso a acontecer noutras partes do Universo.
"Uma maneira é se a anã branca acumular massa suficiente da sub-anã quente, de modo que à medida que as duas se orbitam uma à outra e se aproximam, a matéria começará a escapar da sub-anã quente e a cair sobre a anã branca. Outra forma é que, por estarem a perder energia para as emissões de ondas gravitacionais, aproximam-se até se fundirem. Assim que a anã branca ganhar massa suficiente com qualquer um dos métodos, tornar-se-á uma supernova."
Usando dados do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, a equipa foi capaz de observar a sub-anã quente, mas não a anã branca já que a primeira é muito mais brilhante. No entanto, esse brilho varia ao longo do tempo, o que sugere que a estrela estava a ser distorcida em forma de lágrima por um objeto massivo próximo. Usando medições de velocidade radial e de velocidade de rotação pelo Observatório Palomar e pelo Observatório W. M. Keck, e modelando o efeito do objeto massivo sobre a sub-anã quente, os astrónomos puderam confirmar que a anã branca oculta é tão massiva quanto o Sol, mas apenas ligeiramente mais pequena que o raio da Terra.
Combinada com a massa da sub-anã quente, que tem pouco mais de 0,6 vezes a massa do nosso Sol, ambas as estrelas têm a massa necessária para desencadear uma supernova do Tipo Ia. Dado que as duas estrelas já estão próximas o suficiente para começarem a espiralar uma em direção à outra, inevitavelmente a anã branca tornar-se-á supernova daqui a cerca de 70 milhões de anos. Os modelos teóricos produzidos especificamente para este estudo também preveem que a sub-anã quente vai contrair-se para se tornar numa anã branca antes de se fundir com a sua companheira.
As supernovas do Tipo Ia são importantes para a cosmologia como "velas padrão". O seu brilho é constante e de um tipo específico de luz, o que significa que os astrónomos podem comparar a luminosidade que deveriam ter com o que observamos na Terra, e a partir daí calcular a que distância estão com um bom grau de precisão. Ao observar supernovas em galáxias distantes, os astrónomos combinam o que sabem de quão depressa essa galáxia se move com a distância da supernova e calculam a expansão do Universo.
A Dra. Pelisoli acrescenta: "Quanto mais entendermos como as supernovas funcionam, melhor podemos calibrar as nossas 'velas padrão'. Isto é muito importante de momento porque há uma discrepância entre o que obtemos com este tipo de vela padrão e o que obtemos por meio de outros métodos.
"Quanto mais entendermos o modo como as supernovas se formam, melhor podemos entender se esta discrepância que estamos a ver é por causa de uma nova física que desconhecemos e não levamos em consideração, ou simplesmente porque estamos a subestimar as incertezas nessas distâncias.
"Há outra discrepância entre a taxa estimada e observada de supernovas galácticas e o número de progenitoras que vemos. Podemos estimar quantas supernovas existirão na nossa Galáxia através da observação de muitas galáxias, ou através do que sabemos da evolução estelar, e este número é consistente. Mas se procurarmos por objetos que se podem tornar supernovas, não temos o suficiente. Esta descoberta foi muito útil para estimar a contribuição de um binário constituído por uma sub-anã quente e por uma anã branca. Ainda não parece ser muito, nenhum dos canais que observamos parece ser suficiente."
