A misteriosa estrela que “sobreviveu” a supernova nova e foi descoberta por cientistas brasileiros.

13/09/2020 18:00

Por: Paul Rincon Editor de ciência da BBC News / 15 julho 2020.

Astrônomos acreditam que estrela passou por uma supernova ‘parcial’
Foto: UNIVERSIDADE DE WARWICK / MARK GARLICK

Trata-se de uma estrela que sobreviveu a uma supernova e, depois de uma explosão nuclear, foi lançada à nossa galáxia com uma velocidade de 900.000 km/h — atipicamente rápida para uma estrela com baixa massa como esta.

Uma supernova é uma poderosa explosão que ocorre quando algumas estrelas chegam ao fim de suas vidas; mas, neste caso, a explosão não foi suficiente para destruí-la.

Conhecido como SDSS J1240 + 6710, o objeto foi descoberto em 2015 por dois pesquisadores brasileiros, Kepler Oliveira e Gustavo Ourique, além de Detlev Koester, astrônomo na Alemanha.

Astrônomos acreditam que o objeto, do tipo anã branca, estava originalmente orbitando outra estrela, que pode ter sido lançada na direção oposta.

Quando duas estrelas orbitam assim entre elas, são descritas como “binárias”. Apenas uma das estrelas que comporia a dupla foi detectada pelos astrônomos, no entanto.

Composição atípica

Já se sabia anteriormente que a anã branca tem também uma composição atmosférica incomum — sem hidrogênio nem hélio, como é comum, mas sim contendo uma mistura atípica de oxigênio, néon, magnésio e silício.

Agora, usando o telescópio espacial Hubble, uma equipe internacional também identificou carbono, sódio e alumínio na atmosfera da estrela, todos produzidos nas primeiras reações termonucleares de uma supernova.

Mas há também uma clara ausência do que é conhecido como o “grupo de ferro” de elementos — ferro, níquel, cromo e manganês.

Esses elementos mais pesados são normalmente “cozidos” a partir dos mais leves e compõem as características definidoras das supernovas termonucleares.

A falta de elementos do grupo de ferro na SDSSJ1240 + 6710 sugere que a estrela passou por uma supernova parcial antes que a queima nuclear acabasse.

Autor principal do estudo, publicado em um periódico da Sociedade Real de Astronomia, no Reino Unido, o professor Boris Gänsicke afirmou: “Esta estrela é única porque possui todas as características essenciais de uma anã branca, mas tem velocidade muito alta e elementos abundantes incomuns que não fazem sentido com sua baixa massa”.

“Sua composição química tem a ‘impressão digital’ da queima nuclear, uma massa baixa e uma velocidade muito alta; todas essas características implicam que ela deve ter vindo de algum tipo de sistema binário e deve passado por uma ignição termonuclear. Foi um tipo de supernova, mas de um tipo que nunca vimos antes”, disse Gänsicke, professor do departamento de física da Universidade de Warwick.

Kepler, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, também faz parte da equipe que assina o artigo.

Através do telescópio espacial Hubble, equipe internacional conseguiu detalhar
composição da SDSS J1240 + 6710

A alta velocidade observada pode ser explicada pela possibilidade de que as duas estrelas tenham sido lançadas em direções opostas, como uma espécie de efeito de estilingue após a explosão.

Os cientistas também conseguiram medir a massa da estrela, que é particularmente baixa para uma anã branca, apenas 40% da massa do nosso Sol. Isso vai ao encontro de uma supernova parcial que não destruiu completamente a estrela.

A natureza da queima nuclear que ocorre em uma supernova é diferente das reações que liberam energia em usinas nucleares ou na maioria das armas nucleares. A maioria dos usos da energia nuclear na Terra depende da fissão — que decompõe elementos mais pesados em elementos mais leves. Isto é diferente da fusão que ocorre em uma estrela.

“O processo durante uma supernova termonuclear é muito semelhante ao que tentamos alcançar na Terra para usinas do futuro: fusão nuclear de elementos mais leves em outros mais pesados, o que libera grandes quantidades de energia”, explicou Gänsicke à BBC News.

“Em um reator de fusão, usamos o elemento mais leve, o hidrogênio. Em uma supernova termonuclear, a densidade e a temperatura na estrela se tornam tão altas que a fusão de elementos mais pesados inflama — começando com o carbono e oxigênio como ‘‘combustíveis’’ e passando para a fusão de elementos cada vez mais pesados.”

As supernovas termonucleares melhor estudadas são classificadas como Tipo Ia. Estas ajudaram na descoberta da energia escura e agora são rotineiramente usadas para mapear a estrutura do Universo. Mas há evidências crescentes de que supernovas termonucleares podem ocorrer sob condições muito diferentes.

A SDSSJ1240 + 6710 pode ser o sobrevivente de um tipo de supernova que ainda não foi observada enquanto está acontecendo.

Sem o níquel radioativo que alimenta o brilho duradouro das supernovas Tipo Ia, a explosão que enviou a anã branca para sua veloz jornada por nossa galáxia teria sido um breve flash de luz difícil de ser descoberto.

Fonte: https://www.bbc.com/portuguese/geral-53425349. Acessado em 01.09.2020

Materiais complementares:

Entendendo a imagem:

 
 

Concepção artística da bolha gigante de gás quente e incandescente formada pela supernova (a) e da anã branca que, arremessada pela explosão, começa sua jornada em alta velocidade pela Via Láctea (b). Como vimos na matéria principal, para os cientistas, tratava-se provavelmente de uma estrela binária que sobreviveu à explosão gerada pela pressão exercida pela força da gravidade em direção ao núcleo (c – setas azuis), arremessou a estrela (b) e sua companheira pela nossa galáxia em direções opostas.

Resumindo, o que é uma supernova?

Supernova é a morte violenta de grandes e massivas estrelas através do colapso de seu núcleo. Isto pode ocorrer em uma única estrela ou em um sistema binário de estrela (quando uma delas rouba a matéria da companheira). Abaixo, temos a simulação de uma única estrela se transformando numa supernova. Aqui, a estrela consumiu todo o combustível que a mantinha viva e em equilíbrio: o hidrogênio. Com isto, para sustentar sua fusão (temperatura e pressão) ela passa a consumir e transformar hélio em carbono e criando novos elementos pesados como zinco e ferro. Chega a um ponto em que não consegue mais sustentar seu equilíbrio de fusão, pois seu núcleo agora formado de ferro não suporta mais a pressão, começa a colapsar por força da gravidade que tende a empurrar cada vez mais toda energia para o centro. Por outro lado, a falta de combustível nuclear faz as camadas externas e toda sua massa começar a desabar, aumentando a pressão sobre o centro, formado predominantemente de ferro. Por fim, com o núcleo extremamente pesado e não aguentando tamanha força, a estrela explode. Dependendo do seu tamanho sua explosão pode “acionar”, pela onda de choque, o nascimento de novas estrelas em sua ou em outras galáxias, gerar uma estrela de nêutrons (cerca de um terço do tamanho do Sol), um buraco negro (quando o núcleo implode nas supergigantes) ou uma nebulosa e, neste caso, um berçário de estrelas. Assim, em diferentes formas a vida continua!

Credito do vídeo: Supernova explosion 2 – ESO/spaceengine.org/L. Calçada

 

 

O Buraco Negro e a Nuvem.

08/09/2020 19:40

O Jantar de um Buraco Negro aproxima-se a grande velocidade.

VLT descobre nuvem sendo despedaçada por um buraco negro.

Utilizando o Very Large Telescope do ESO, uma equipe de astrônomos descobriu uma nuvem de gás, com várias vezes a massa da Terra, a aproximar-se rapidamente do buraco negro situado no centro da Via Láctea. Esta é a primeira vez que uma nuvem “condenada” é observada em aproximação a um buraco negro supermassivo. Os resultados serão publicados a 5 de Janeiro de 2012 na revista Nature.

Ao longo de um programa de 20 anos de duração que utiliza os telescópios do ESO para monitorizar o movimento das estrelas em torno do buraco negro supermassivo situado no centro da nossa galáxia, uma equipe de astrônomos liderada por Reinhard Genzel (Instituto Max-Planck para a Física Extraterrestre – MPE- Garching, Alemanha), descobriu um objeto único em aproximação rápida ao buraco negro.

Nos últimos sete anos, a velocidade deste objeto praticamente duplicou, atingindo mais de 8 milhões de km/hora. Encontra-se numa órbita muito alongada e a meados de 2013 passará a uma distância de apenas 40 bilhões de quilômetros do horizonte de acontecimentos do buraco negro, uma distância de cerca de 36 horas-luz. Trata-se, em termos astronômicos, de um encontro com um buraco negro supermassivo extremamente próximo.

Este objeto é muito mais frio do que as estrelas circundantes (com uma temperatura de apenas cerca de 280º Celsius) e é essencialmente composto de hidrogênio e hélio. Trata-se de uma nuvem de poeira e gás ionizado com uma massa de cerca de três vezes a da Terra. A nuvem brilha sob a intensa radiação ultravioleta emitida por estrelas quentes, que se encontram em seu redor no coração superlotado da Via Láctea.

A atual densidade da nuvem é muito maior do que o gás quente que rodeia o buraco negro. No entanto, à medida que a nuvem se aproxima do monstro esfomeado, a pressão externa que vai aumentando, irá comprimir a nuvem. Ao mesmo tempo, a grande força gravitacional do buraco negro, o qual tem uma massa quatro milhões de vezes maior que a do Sol, continuará a acelerar o movimento para o interior e a esticar a nuvem ao longo da sua órbita.

“A imagem de um astronauta, próximo de um buraco negro, a ser esticado até ficar tipo esparguete é bastante comum em ficção científica. Mas agora podemos efetivamente ver isso a acontecer à nova nuvem descoberta, que não vai sobreviver à experiência,” explica Stefan Gillesseen (MPE), autor principal do artigo científico que descreve os resultados.

As bordas da nuvem começam já a rasgar-se e espera-se que a nuvem se desfaça completamente em pedaços nos próximos anos. Os astrônomos vêem já sinais claros do aumento da perturbação no período de 2008 a 2011.

Espera-se também que o material se torne muito mais quente à medida que se aproximar do buraco negro em 2013 e comece a emitir em raios-X. Atualmente existe pouco material próximo do buraco negro, por isso a refeição recém-chegada será o combustível dominante do buraco negro durante os próximos anos.

Uma explicação para a formação da nuvem é que o material que a compõe possa ter vindo de estrelas jovens de grande massa que se encontram nas proximidades e que perdem massa muito rapidamente devido a ventos estelares. Estrelas deste tipo sopram literalmente o seu gás para o exterior. A colisão de ventos estelares de uma estrela dupla conhecida que orbita em torno do buraco negro central pode ter levado à formação da nuvem.

“Os próximos dois anos serão muito interessantes e deverão trazer-nos informação extremamente valiosa sobre o comportamento da matéria em torno destes objetos massivos tão extraordinários,” conclui Reinhard Genzel.

Material complementar:

No vídeo abaixo temos um zoom ao centro da galáxia. Uma viagem até o ponto onde o evento descrito acima esta ocorrendo. Esta sequência de zoom começa com uma visão da Via Láctea. Vamos nos aproximando cada vez mais do aglomerado na região central, na constelação de Sagitário (O Arqueiro). Ao mudar para uma visão infravermelha, vemos através das nuvens empoeiradas nesta direção, objetos orbitando o buraco negro supermassivo que fica no centro da Via Láctea. No final, temos uma visão mostrando o movimento de uma nuvem de gás recém-descoberta que está caindo rapidamente em direção ao buraco negro central.

Abaixo, o vídeo apresenta uma simulação da nuvem observada, mostrando o comportamento futuro (até 2043) da nuvem de gás se aproximando do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. É o mesmo risco que uma estrela corre ao se aproximar de um Buraco Negro.