Estrela vampira se alimentou de vizinha até explodir

Astrônomos observaram pela primeira vez uma supernova em ondas de rádio, o que permitiu que fosse descoberta uma anã branca que estava sugando toda matéria de sua companheira cósmica antes de explodir. Essa vampira estelar estava se alimentando de material rico em hélio, o que a levou a sua própria morte.

A supernova do tipo Ia recebe o nome de SN 2020eyjsu tendo sido descoberta pelas lentes do Zwicky Transient Facility, um observatório localizado na montanha Palomar, nos Estados Unidos. Em seguida os telescópios Nordic Optical, nas Ilhas Canarias, e o Keck, no Havaí, também registraram o evento. As observações mostraram que o material circundante da supernova era majoritariamente hélio, tornando-a diferente de outras supernovas Iá.

Assim que vimos as assinaturas de forte interação com o material do companheiro, tentamos detectá-lo também na emissão de rádio. A detecção em [ondas] de rádio é a primeira de uma supernova Tipo Ia — algo que os astrônomos tentam fazer há décadas.

Erik Kool, principal autor da descoberta em comunicado

Diferente do normal

As fortes assinaturas de hélio nas observações indicaram a hipótese que a estrela companheira da anã branca era rica nesse elemento e que ela havia sido quase que totalmente engolida.

Além disso, a presença desse elemento também permitiu que a supernova fosse detectada por ondas de rádio. Quando existe material circundante a uma supernova, o material ejetado pela explosão ao colidir com outra matéria acaba por acelerar partículas como os elétrons, em velocidades próximas a da luz, resultando em emissões síncrotron, que podem incluir ondas de rádio.

Quando o ambiente ao redor de uma supernova é “limpo” não é possível detectar emissões de rádio, e até então isso não tinha sido feito em nenhuma supernova do tipo Ia.

No entanto, algumas coisas chamaram a atenção dos pesquisadores na explosão, principalmente características que eles achavam ser comum em supernovas. A primeira delas é o brilho, usado para medir distancia cósmicas, conhecido por ter uma luminosidade padrão e uniforme, na SN 2020eyjsu ele é diferente. A outra, é a maneira que elas se formam.

Até então os pesquisadores pensavam que as supernovas Ia aconteciam quando uma anã branca se alimentava de muita matéria da estrela companheira, que podem ser de qualquer tipo. Mas a pesquisa revelou que elas podem acontecer de formas diferentes.

Esta é claramente uma supernova de Tipo Ia muito incomum, mas ainda relacionada àquelas que usamos para medir a expansão do universo. Enquanto as supernovas normais do Tipo Ia parecem explodir sempre com o mesmo brilho, esta supernova diz-nos que existem muitos caminhos diferentes para a explosão de uma estrela anã branca.

Joel Johansson, coautor da descoberta

Anãs brancas e supernovas Ia

Estrelas como o Sol chegam em um momento onde o núcleo fica exausto em fundir hidrogênio em hélio, o que cessa o equilíbrio entre pressão interna e externa feito pela gravidade, deixando-a de 100 a 1000 vezes maior, esse momento é conhecido como a fase da Gigante Vermelha. 

Após essa fase, as camadas externas da estrela ficam instáveis e se expandem pelo espaço em forma de nebulosas planetárias, o que sobra é uma estrela anã branca supermassiva, do tamanho da Terra, mas com a massa do Sol. Quando isso acontece, a fusão para.

O que ocorre depois disso depende do sistema em que a anã branca está inserida. No caso do Sol, uma estrela solitária, ela vai esfriar até se tornar uma anã negra, mas em sistemas binários, como o que originou essa supernova recém-descoberta, a anã-branca pode voltar a vida sugando o material da sua companheira.

Caso a quantidade matéria que anã branca se alimente seja superior ao limite de Chandrasekhar, de 1,4 massas solares, ela terá conseguido massa o suficiente para se tornar uma supernova.