Uma Colisão Estelar provoca uma Explosão de Supernova

Os astrónomos encontraram evidências notáveis ​​de que um buraco negro ou estrela de neutrões espiralou o seu caminho direto para o centro de uma estrela companheira e também fez com que essa estrela explodisse como uma supernova. Os astrónomos foram alertados por informações do Very Large Array Sky Survey (VLASS), um projeto plurianual que utiliza o Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) da National Science Foundation.

“Os teóricos previram que isso poderia acontecer, mas esta é a primeira vez que vimos tal ocorrência”, disse Dillon Dong, um estudante de pós-graduação na Caltech e também autor principal de um artigo relatando essa descoberta na revista Science.

A primeira pista veio quando os pesquisadores analisaram imagens do VLASS, que iniciou as observações em 2017 e descobriram um objeto enviando ondas de rádio de forma brilhante. No entanto, ele não apareceu numa pesquisa aérea anterior do VLA, chamada Imagens Fracas do Rádio Céu a Vinte centímetros (FIRST). Eles fizeram observações sucessivas do objeto, marcado VT 1210 +4956, utilizando o VLA e o telescópio Keck do Havaí. Eles concluíram que a emissão de rádio brilhante vinha das fronteiras de uma galáxia anã, formadora de estrelas, a cerca de 480 milhões de anos-luz do planeta. Posteriormente, eles descobriram que uma ferramenta a bordo da Estação Espacial Internacional havia detetado uma explosão de raios-X vindos do ‘item’ em 2014.

Os dados desses monitoramentos permitiram aos astrónomos reunir a história notável de uma dança da morte de séculos de duração entre duas estrelas colossais. Como muitas estrelas muito maiores que o nosso Sol, essas duas nasceram como um par binário, orbitando uma à outra. Entre eles era maior que o outro e avançado através da sua vida normal, movida a fusão nuclear mais rápida explodiu como uma supernova, deixando para trás um buraco negro ou uma estrela de neutrões superdensa.

O buraco negro ou a órbita da estrela de neutrões expandiu-se cada vez mais perto da sua companheira e, há cerca de 300 anos, entrou na atmosfera da companheira, dando início à dança da morte. Nesse momento, a interação começou a espalhar gás do companheiro para o espaço. O gás expelido, espiralando externamente, criou um anel crescente em formato de dónute, chamado toro, ao redor de ambos.

No final das contas, o buraco negro ou estrela de neutrões dirigiu-se para o interior do núcleo da estrela companheira, interrompendo a fusão nuclear, gerando a energia que impedia o colapso da gravidade do núcleo. À medida que o núcleo caía, ele rapidamente formou um disco de material orbitando muito próximo ao invasor e empurrou um jato de material para fora do disco em velocidades próximas à da luz, abrindo um caminho através da estrela.

“Esse jato é o que gerou os raios-X vistos pelo instrumento MAXI a bordo da Estação Espacial Internacional e também verifica a data dessa ocorrência em 2014”, disse Dong.

O colapso do núcleo da estrela fez com que ela explodisse como uma supernova após a explosão anterior do seu irmão.

“A estrela companheira eventualmente explodiria, mas essa fusão acelerou o fenómeno”, afirmou Dong.

O material expelido pela explosão da supernova de 2014 moveu-se muito mais rápido do que o material lançado anteriormente pela estrela companheira. No momento em que VLASS observou o ‘item’, a explosão da supernova e aquele material colidiam, criando choques potentes que geraram a emissão de rádio brilhante vista pelo VLA.

“Todas as peças do quebra-cabeça se encaixam para contar essa história fantástica”, afirmou Gregg Hallinan, do Caltech. “O resto de uma estrela que explodiu há muito tempo mergulhou na sua companheira, levando-a, também, a explodir”, ele incluiu.

Hallinan afirmou que o segredo da exploração era o VLASS, sendo a imagem de todo o céu visível na latitude do VLA – cerca de 80 por cento do céu — 3 vezes em sete anos. Um dos objetivos de fazer o VLASS é descobrir objetos transitórios, como explosões de supernovas, que brilham intensamente nas ondas de rádio. Essa supernova, causada por uma fusão estelar, no entanto, foi uma surpresa.

“De todas as coisas que acreditamos que certamente descobriríamos com o VLASS, esta não foi uma delas”, disse Hallinan.

Originalmente publicado em Sciencedaily.com . Leia o artigo original.

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Referência:  DZ Dong et al, Uma fonte de rádio transiente consistente com uma supernova de colapso do núcleo disparada por fusão,  Science  (2021). DOI: 10.1126 / science.abg6037