Explosão de supernova Tipo Ia

Supernovas são frequentemente conhecidas como tremendas explosões que marcam o fim da vida de estrelas de grande massa, porém nem todas as supernovas ocorrem desta forma. 

Uma classe comum de supernovas, o Tipo Ia, envolve a detonação de anãs brancas — estrelas pequenase densas, já mortas. Novos resultados do Telescópio Espacial Spitzer da NASA revelaram um raro  exemplo de explosão  Tipo Ia, na qual uma estrela morta "engoliu" uma velha estrela como um zumbi  cósmico, desencadeando uma explosão. Os resultados ajudaram os pesquisadores a  compreender como esses potentes e distintos eventos ocorrem.

"É mais ou menos como o trabalho de um detetive," disse Brian Williams, do Centro Goddard de Voos Espaciais da NASA, em Greenbelt, Maryland, EUA, principal autor de um estudo submetido ao Astrophysical Journal. "Nós procuramos pistas nos remanescentes para tentarmos entender o que aconteceu, embora não estivéssemos lá para ver."

Supernovas são fábricas essenciais para todo o cosmos, pois expelem metais pesados, inclusive o ferro que há no sangue humano. Supernovas do Tipo Ia tendem a explodir de formas consistentes, e, assim, são usadas há décadas para ajudar cientistas a entender o tamanho e expansão do universo. Pesquisadores dizem que esses eventos ocorrem quando anãs brancas — os corpos exauridos de estrelas como o Sol — explodem.

Durante os dez últimos anos, provas vêm-se acumulando  de que as explosões são desencadeadas quando duas anãs brancas orbitantes colidem uma com a outra — com uma notável exceção. Acredita-se que a supernova de Kepler, assim denominada em homenagem ao astrônomo Johannes Kepler, um dos que a observaram em 1604, tenha sido precedida por apenas uma anã branca e uma velha estrela companheira chamada anã vermelha. Os  cientistas sabem disso porque seus remanescentes  situam-se em um lago de gás e poeira lançados pela velha estrela.

Novas observações do Spitzer revelam agora um segundo caso de um remanescente de supernova  parecido com a de Kepler. Denominado N103B, o conjunto de remanescentes de supernova de quase 1.000 anos de idade situa-se à distância de 160.000 anos-luz, na Grande Nuvem de Magalhães, uma pequena galáxia próxima à Via Láctea.

"É o primo mais velho dos remanescentes da supernova de Kepler," disse Williams. Ele explicou que N103B, talvez um pouco mais velha que os remanescentes da supernova de Kepler, também estejam situados em uma nuvem de gás e poeira que, acredita-se, teria sido lançada pela explosão de uma estrela companheira mais velha. "A região em torno dos remanescentes é  extraordinariamente densa," disse. Ao contrário dos remanescentes da supernova de Kepler, não há registro de observações da explosão que criou N103B.

Acredita-se que as explosões das supernovas de Kepler e N103B tenham ocorrido da seguinte forma: uma velha estrela orbita sua companheira — uma anã branca. As the aging star molts, o que é algo típico de estrelas mais velhas, parte do material lançado cai na anã branca. Isso faz com que a anã branca ganhe massa, tornando-se instável e explodindo.

Segundo os pesquisadores, este cenário pode ser algo raro. Embora se acreditasse que os pares de anãs brancas e gigantes vermelhas fossem consequência de todas as supernovas do Tipo Ia  até uma década atrás, os cientistas acham agora que as colisões entre anãs brancas são a causa mais comum. A nova pesquisa do Spitzer destaca a complexidade dessas tremendas explosões e a variedade das causas que as desencadeiam. A questão de o que causa a ruptura de estrelas mortas é um mistério ainda longe de ser elucidado.

Tradução de Luiz Leitão

Supernovas are often thought of as tremendous explosions that mark the ends of massive stars' lives, but not all supernovas occur in this fashion. A common supernova class, Type Ia, involves the detonation of white dwarfs -- small, dense stars that are already dead. New results from NASA's Spitzer Space Telescope have revealed a rare example of Type Ia explosion, in which a dead star "fed" off an aging star like a cosmic zombie, triggering a blast. The results help researchers piece together how these powerful and diverse events occur.

"It's kind of like being a detective," said Brian Williams of NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, lead author of a study submitted to the Astrophysical Journal. "We look for clues in the remains to try to figure out what happened, even though we weren't there to see it."

Supernovas are essential factories in the cosmos, churning out heavy metals, including the iron contained in our blood. Type Ia supernovas tend to blow up in consistent ways, and thus have been used for decades to help scientists study the size and expansion of our universe. Researchers say that these events occur when white dwarfs -- the burnt-out corpses of stars like our sun -- explode.

Evidence has been mounting over the past 10 years that the explosions are triggered when two orbiting white dwarfs collide -- with one notable exception. Kepler's supernova, named after the astronomer Johannes Kepler, who was among those who witnessed it in 1604, is thought to have been preceded by just one white dwarf and an elderly, companion star called a red giant. Scientists know this because the remnant sits in a pool of gas and dust shed by the aging star.

Spitzer's new observations now find a second case of a supernova remnant resembling Kepler's. Called N103B, the roughly 1,000 year-old supernova remnant lies 160,000 light-years away in the Large Magellanic Cloud, a small galaxy near our Milky Way.

"It's like Kepler's older cousin," said Williams. He explained that N103B, though somewhat older than Kepler's supernova remnant, also lies in a cloud of gas and dust thought to have been blown off by an older companion star. "The region around the remnant is extraordinarily dense," he said. Unlike Kepler's supernova remnant, no historical sightings of the explosion that created N103B are recorded.

Both the Kepler and N103B explosions are thought to have unfolded as follows: an aging star orbits its companion -- a white dwarf. As the aging star molts, which is typical for older stars, some of the shed material falls onto the white dwarf. This causes the white dwarf to build up in mass, become unstable and explode.

According to the researchers, this scenario may be rare. While the pairing of white dwarfs and red giants was thought to underlie virtually all Type Ia supernovas as recently as a decade ago, scientists now think that collisions between two white dwarfs are the most common cause. The new Spitzer research highlights the complexity of these tremendous explosions and the variety of their triggers. The case of what makes a dead star rupture is still very much an unsolved mystery.