Duas equipas de investigadores observaram pela primeira vez em tempo real o resultado da explosão de uma supernova e confirmaram que o misterioso objeto que fica só pode ser uma destas duas hipóteses.
Pela primeira vez, os astrónomos conseguiram ver em tempo real o resultado da explosão de uma supernova. Conseguiram assim provar que estas mortes explosivas de estrelas de grande massa dão origem ou a um buraco negro ou a uma estrela de neutrões.
Duas equipas estudaram em paralelo a explosão de uma supernova numa galáxia próxima e encontraram provas de um misterioso objeto compacto deixado para trás.
Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) e do New Technology Telescope (NTT), ambos do Observatório Europeu do Sul (ESO) no deserto chileno do Atacama, as duas equipas de investigadores observaram a supernova SN 2022jli no braço em espiral da galáxia próxima NGC 157, situada a cerca de 75 milhões de anos-luz de distância de nós, revela o ESO em comunicado.
- Um ano-luz é a distância que a luz percorre num ano: 9 460 730 472 580,8 de quilómetros, ou seja, mais de 9 biliões de quilómetros
Depois da explosão, o brilho da maioria das supernovas simplesmente desvanece com o tempo e os astrónomos observam um declínio suave e gradual na “curva de luz” da explosão.
Contudo, o comportamento da SN 2022jli era diferente: apesar do brilho total se ir desvanecendo, isso não acontecia de forma suave, apresentando antes oscilações para cima e para baixo, mais ou menos a cada 12 dias.
“Observámos uma sequência repetitiva de iluminação e desvanecimento da luz nos dados da SN 2022jli. Trata-se da primeira vez que oscilações periódicas repetidas durante muitos ciclos foram detetadas na curva de luz de uma supernova,”, explica Thomas Moore, estudante de doutoramento na Queen’s University Belfast, que liderou o estudo da supernova publicado no final do ano passado na revista da especialidade The Astrophysical Journal.
A segunda equipa liderada por Ping Chen, investigador do Instituto Científico Weizmann, em Israel, publicou esta quarta-feira as conclusões da sua investigação na revista Nature.
Um “casamento estelar” chamado sistema binário
Tanto a equipa de Moore como a de Chen acreditam que a presença de mais de uma estrela no sistema SN 2022jli pode explicar este comportamento.
De facto, não é invulgar que as estrelas de grande massa partilhem a sua órbita com uma estrela companheira, no que é chamado um sistema binário, e a estrela que deu origem à SN 2022jli não é exceção.
“No entanto, o que é notável neste sistema é que a estrela companheira parece ter sobrevivido à morte violenta da sua parceira e os dois objetos, o resto compacto e a estrela companheira, muito provavelmente continuaram em órbita um do outro”, escreve o ESO.
Esta imagem artística baseia-se no resultado de uma explosão de supernova, SN 2022jli, observada por duas equipas de astrónomos com o Very Large Telescope (VLT) e o New Technology Telescope (NTT), ambos do ESO. Esta explosão ocorreu num sistema binário, o que significa que a estrela que criou a supernova e deixou para trás um objeto compacto tinha uma estrela companheira. O objeto compacto e a sua companheira continuaram em órbita um do outro, com o objeto compacto a "roubar" regularmente matéria da sua companheira sempre que se aproxima dela. ESO/L. CALÇADA
Os dados recolhidos pela equipa de Moore, que incluíram observações levadas a cabo com o NTT do ESO, não permitiram descobrir exatamente como é que a interação entre os dois objetos causou os altos e baixos na curva de luz.
Mas a equipa de Chen fez observações adicionais com o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO. Detetou as mesmas flutuações regulares no brilho visível do sistema mas descobriu também movimentos periódicos de hidrogénio gasoso e explosões de raios gama no sistema.
Juntando todas as informações, as duas equipas concordam que quando a estrela companheira interagiu com o material lançado durante a explosão de supernova, a sua atmosfera rica em hidrogénio tornou-se mais densa do que o habitual.
Depois, quando o objeto compacto que restou da explosão passa pela atmosfera da estrela companheira, retira-lhe hidrogénio gasoso o que vai formando um disco quente de matéria em seu redor. Este “roubo” periódico de matéria, ou acreção, produz imensa energia e é essa manifestação que foi vista nas observações como variações regulares de brilho.
O que é o objeto compacto? Um buraco negro ou estrela de neutrões
Apesar das equipas não terem conseguido observar luz vinda do objeto compacto propriamente dito, concluíram que este roubo energético só pode ser feito por uma estrela de neutrões invisível ou por um buraco negro que suga a matéria da atmosfera da estrela companheira.
“O nosso trabalho é como resolver um quebra-cabeça reunindo todas as pistas possíveis. Juntamos todas as peças que nos conduzem à verdade”, diz Chen.
Apesar de agora confirmada a presença de um buraco negro ou de uma estrela de neutrões, há ainda imenso para desvendar sobre este sistema enigmático, incluindo a natureza exata do objeto compacto ou que fim poderá ter este sistema binário, sublinha o ESO.
"Os telescópios de próxima geração como o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, previsto para começar a funcionar no final desta década, ajudar-nos-á a resolver estas questões, permitindo aos astrónomos revelar detalhes sem precedentes sobre este sistema único".
O que são os misteriosos e fascinantes buracos negros?
Um buraco negro é uma região do espaço com uma densidade extremamente alta, onde a gravidade é tão intensa que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar. É um ponto no espaço onde a atração gravitacional é tão intensa que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar.
Este objeto cósmico extremamente misterioso forma-se a partir do colapso de estrelas massivas após uma explosão de supernova - quando chegam ao final das suas vidas, as estrelas de grande massa colapsam sob a sua própria gravidade tão rapidamente que o resultado é uma violenta explosão conhecida por supernova.
O que são estrelas de neutrões?
Esta explosão de supernova pode também dar origem a uma estrela de neutrões
Estrelas de neutrões formam-se nesses eventos explosivos – as supernovas - e são um dos objetos mais compactos do Universo, juntamente com os buracos negros.
Apesar de terem uma massa comparável à do Sol, entre uma a duas massas solares aproximadamente, o seu raio não vai além de 15 quilómetros, muito inferior ao raio do Sol, com cerca de 700 mil quilómetros.
Quando duas estrelas de neutrões colidem, libertam em poucos dias mais energia que o Sol em toda a sua vida. Atualmente, pensa-se que a formação dos elementos mais pesados que conhecemos, entre os quais os metais nobres, como o ouro e a platina, poderá acontecer quando duas estrelas de neutrões colidem.
Quando estrelas de neutrões colidem e explodem, libertando ouro e outros elementos pesados no espaço, formam uma kilonova.
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