Novos dados obtidos através do Observatório Chandra de Raios X da NASA forneceram severas restrições ao meio ambiente ao redor de uma das mais próximas supernovas descobertas em décadas. Os resultados do Chandra proporcionam uma percepção da possível causa da explosão, como descrito em nosso comunicado à imprensa.
Em 21 de janeiro de 2014, astrônomos observaram uma supernova logo após sua explosão a galáxia Messier 82, ou M82. Telescópios em todo o planeta e no espaço foram mobilizados para o estudo da estrela recém-explodida, inclusive o Chandra. Astrônomos determinaram que esta supernova, denominada SN 2014J, pertence a uma classe de explosões chamadas supernovas “Tipo Ia”.
Essas supernovas são utilizadas como marcadores de distâncias cósmicas, e tiveram um papel fundamental na descoberta da expansão acelerada do Universo, fato atribuído aos efeitos da energia escura. Cientistas acreditam que toda supernova “Tipo Ia” envolve a detonação de uma anã branca. Uma questão importante é saber se o pavio da explosão se acende quando a anã branca atrai matéria demais de uma estrela companheira do tipo do Sol, ou quando duas anãs brancas se fundem.
Esta imagem contém dados do Chandra, sendo os de raios X de baixa, média e alta energia representados em vermelho, verde e azul, respectivamente. Os quadrado na parte inferior da imagem mostram visões em close-up da região ao redor da supernova, com dados obtidos antes da explosão (esquerda, além de dados colhidos em 3 de fevereiro de 2014, após a explosão da supernova (à direita). A ausência de detecção de raios X pelo Chandra é uma pista importante para astrônomos à procura do exato mecanismo através do qual esta estrela explodiu.
A não detecção de raios X revela que a região ao redor do local da explosão da supernova é relativamente vazio de matéria. Esta descoberta é uma pista importante para se compreender a origem da explosão. Astrônomos acreditam que se uma estrela anã branca explodisse por estar continuamente acumulando matéria de uma estrela companheira antes de explodir, o processo de transferência de massa não seria 100% eficiente, e a anã branca acabaria imersa em uma nuvem de gás.
Caso houvesse uma grande quantidade de material circundando a estrela que iria explodir, a onda de explosão gerada pela supernova a teria atingido no momento da observação feita pelo Chandra, produzindo uma brilhante fonte de raios X. Como eles não detectaram nenhum raio X, os pesquisadores determinaram que a região em torno de SN 2014J é excepcionalmente vazia.
Qualquer provável causa de SN 2014J deve explicar o ambiente relativamente livre de gás ao redor da estrela antes da explosão. Uma possibilidade é a fusão de uas estrelas anãs brancas, caso em que pode ter havido pouca transferência de massa e poluição do ambiente antes da explosão. Outra hipóstese é a de que várias erupções menores na superfície da anã branca limparam a região antes da supernova. Novas observações algumas centenas de dias após a explosão poderão revelar a quantidade de gás em maiores volumes, ajudando a decidir entre este e outros cenários.
Tradução de Luiz Leitão
New data from NASA’s Chandra X-ray Observatory has provided stringent constraints on the environment around one of the closest supernovas discovered in decades. The Chandra results provide insight into possible cause of the explosion, as described in our press release.
On January 21, 2014, astronomers witnessed a supernova soon after it exploded in the Messier 82, or M82, galaxy. Telescopes across the globe and in space turned their attention to study this newly exploded star, including Chandra. Astronomers determined that this supernova, dubbed SN 2014J, belongs to a class of explosions called “Type Ia” supernovas. These supernovas are used as cosmic distance-markers and played a key role in the discovery of the Universe’s accelerated expansion, which has been attributed to the effects of dark energy. Scientists think that all Type Ia supernovas involve the detonation of a white dwarf. One important question is whether the fuse on the explosion is lit when the white dwarf pulls too much material from a companion star like the Sun, or when two white dwarf stars merge.
This image contains Chandra data, where low, medium, and high-energy X-rays are red, green, and blue respectively. The boxes in the bottom of the image show close-up views of the region around the supernova in data taken prior to the explosion (left), as well as data gathered on February 3, 2014, after the supernova went off (right). The lack of the detection of X-rays detected by Chandra is an important clue for astronomers looking for the exact mechanism of how this star exploded.
The non-detection of X-rays reveals that the region around the site of the supernova explosion is relatively devoid of material. This finding is a critical clue to the origin of the explosion. Astronomers expect that if a white dwarf exploded because it had been steadily collecting matter from a companion star prior to exploding, the mass transfer process would not be 100% efficient, and the white dwarf would be immersed in a cloud of gas.
If a significant amount of material were surrounding the doomed star, the blast wave generated by the supernova would have struck it by the time of the Chandra observation, producing a bright X-ray source. Since they do not detect any X-rays, the researchers determined that the region around SN 2014J is exceptionally clean.
A viable candidate for the cause of SN 2014J must explain the relatively gas-free environment around the star prior to the explosion. One possibility is the merger of two white dwarf stars, in which case there might have been little mass transfer and pollution of the environment before the explosion. Another is that several smaller eruptions on the surface of the white dwarf cleared the region prior to the supernova. Further observations a few hundred days after the explosion could shed light on the amount of gas in a larger volume, and help decide between these and other scenarios.
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