Cientistas identificam nova espécie de supernova "monstruosa"

Cientistas conseguem medir a massa de supernova do Tipo Ia, uma espécie tão rara que ninguém acreditava ser possível encontrar.

taniager

26 Março 2010 | 20h36

.) Em uma fusão em que uma anã branca puxa e estilhaça a outra, aumentando por justaposição suas matérias enquanto cercam-se de detritos, o invólucro em torno da estrela que explode deixa uma assinatura distinta sobre o material ejetado. (Ilustração de Flavio Robles. Clique na imagem para melhor resolução.)

.) Em uma fusão em que uma anã branca puxa e estilhaça a outra, aumentando por justaposição suas matérias enquanto cercam-se de detritos, o invólucro em torno da estrela que explode deixa uma assinatura distinta sobre o material ejetado. (Ilustração de Flavio Robles. Clique na imagem para melhor resolução.)

Uma nova espécie de supernova foi identificada por cientistas da Nearby Supernova Factory (SNfactory) internacional. A equipe foi capaz de medir a massa desta supernova Tipo Ia, uma espécie tão rara que ninguém acreditava ser possível encontrar.  A estrela mãe, nomeada Chandrasekhar, desta supernova extra brilhante, a 2007if, tem cerca de duas vezes e meia a massa do Sol.    

Com a riqueza dos dados que coletaram, a equipe foi capaz de comparar a SN2007if com várias outras supernovas brilhantes Tipo Ia incomuns. As semelhanças notáveis permitiram que a equipe identificasse a SN2007if como pertencente a uma nova e rara subclasse de supernova, provavelmente resultante da fusão de duas estrelas anãs brancas desintegradas. O resultado corrobora com um dos melhores métodos utilizados para medir parâmetros cosmológicos fundamentais.

A maioria das supernovas Tipo Ia explode quando uma única anã branca, composta de carbono e oxigênio, acumula uma massa extra suficiente de uma estrela comum, que era seu par, para alcançar o limite da Chandrasekhar – cerca de 1,4 vezes a massa do Sol. As anãs brancas se tornam tão densas e quentes que o carbono e o oxigênio se fundem em elementos pesados, até chegarem ao níquel, quando então a estrela anã se inflama em uma gigantesca explosão termonuclear.


A grande maioria das supernovas do tipo Ia é tão brilhante e tão semelhante em seu brilho que se tornou conhecida como “velas padrões” usadas para medir a expansão do universo. Medir a aceleração da expansão do universo é importante e deve-se a esta medição, a descoberta da energia escura. Os cientistas acreditam que a uniformidade observada entre as supernovas de Tipo IA, se deve as suas massas idênticas à massa de Chandrasekhar no momento da explosão.

Tão improvável quanto virtualmente impossível, o amálgama de duas anãs brancas é agora entendido não apenas possível, mas em pelo menos um caso, a única explicação convincente para super luminosa supernovas Tipo Ia. (Ilustração de Flavio Robles)

Tão improvável quanto virtualmente impossível, o amálgama de duas anãs brancas é agora entendido não apenas possível, mas em pelo menos um caso, a única explicação convincente para super luminosas supernovas Tipo Ia. (Ilustração de Flavio Robles)

Para a identificação da supernova 2007if  foi usado um espectrógrafo de campo SNIFS (Supernova Integral Field Spectrograph), localizado na Universidade do Havaí. Ele foi redirecionado imediatamente para fazer uma espectroscopia desta supernova.

O SNIFS registrou linhas lentas e precisas de silício no espectro, mas sem conhecer o redshift da galáxia que hospeda a SN2007if, foi impossível dizer exatamente quantas das linhas haviam se deslocado e quais eram suas velocidades exatas. O redshift é uma indicação de quão rápido um objeto se afasta do observador, mas pode ser compensado pelo blueshift do material ejetado se movendo em direção ao observador. Conhecer o redshift é também essencial para fazer o cálculo do brilho intrínseco da supernova.

Mas como os pesquisadores ainda não tinham conseguido ver a galáxia hospedeira, eles recorreram ao telescópio Keck I de 10 metros de diâmetro. Foi preciso observar durante uma hora e meia o espectro da galáxia, porque ele era extremamente pequeno e fraco.

Os cientistas somente puderam confirmar a suspeita de que as linhas de silício se moviam lentamente no espectro após terem medido o seu redshift.

Mas os dados espectrais revelaram também um fato intrigante sobre a velocidade de ejeção. A formação de um platô em três semanas que freava a expansão normal da supernova.

O excesso de luminosidade, baixa velocidade de ejeção e outras evidências de descarbonização são características similares de outras supernovas de Tipo Ia, e que preenchem o modelo semi analítico usado para identificação.  Portanto, a supernova SN2007if não era uma supernova singular.

Scalzo explica que a luminosidade significa que existe mais níquel e, em havendo mais níquel, a velocidade aumenta. Mas porque a velocidade de ejeção da supernova é baixa? Alguns teóricos acreditam que ela é baixa devido à massa extra da anã branca. Mas Scalzo não concorda com esta afirmação. Ele concorda com a afirmação de que o brilho extra e a velocidade baixa significam que há mais massa, mas acredita que não é só isso. Sua hipótese alternativa é a de que quando a anã branca explode, ela já está cercada de um invólucro de matéria – resíduo de uma parceira desintegrada. O material ejetado choca-se contra esta camada de resíduos e, rapidamente se forma uma concha de material misto que lentamente vai se distribuindo pelo invólucro. A desaceleração abrupta da ejeção também poderia explicar o platô que interfere na velocidade, na SN2007if.

O argumento apresentado aponta para um cenário de desintegração dupla: a fusão de duas anãs brancas combinando as massas em duas vezes e meia a do Sol. Esta hipótese é plausível porque já se tem conhecimento efetivo da existência de pares de anãs brancas circulando uma ao redor da outra.