As Caras-Metades das Anãs Brancas Suicidas

Há uns meses publiquei aqui um artigo em que descrevia a descoberta da supernova AT2017cbv na galáxia NGC5643. Tratava-se de uma supernova de um tipo designado por Ia, resultante da explosão termonuclear de uma anã branca. Dezenas destas supernovas são descobertas anualmente mas esta era especial por dois motivos: a galáxia hospedeira estava relativamente próxima de nós, a apenas 50 milhões de anos-luz, e a luz da supernova foi detectada apenas 2 dias, no máximo, após a explosão.

Imagem da galáxia NGC5643 e da supernova AT2017cbv obtida com o telescópio T32 da instalação do iTelescope no Observatório de Siding Spring, na Austrália. Aquisição: Carlos Soares e autor. Processamento pelo autor.

Uma anã branca isolada não explode sem mais nem menos. As observações sugerem que estas supernovas ocorrem em sistemas binários em que uma anã branca captura material de uma estrela companheira. O material acumulado na superfície da anã branca provoca a ignição da fusão explosiva do carbono no seu interior, iniciando uma explosão termonuclear. Os astrónomos não sabem, no entanto, que tipo de estrela acompanha as anãs brancas nestes sistemas binários. As observações sugerem que, em alguns casos, estas estrelas podem ser semelhantes ao Sol ou mesmo gigantes um pouco mais evoluídas; noutros casos, o cenário mais provável é a segunda estrela ser também uma anã branca, despedaçada nos últimos instantes de uma órbita espiral suicida.

Dois cenários para a explosão termonuclear de uma anã branca num sistema binário: duas anãs brancas (esquerda) ou uma anã branca e uma estrela normal (direita). Fonte: https://astrobites.org/2015/04/07/super-bright-supernovae-are-single-degenerate/.

No primeiro caso, a estrela companheira sobrevive à explosão e as suas camadas exteriores são submetidas a temperaturas extremas devidas à colisão com o material da supernova em expansão. Neste cenário, e apenas neste, seria de esperar que houvesse um lampejo de luz ultravioleta, proveniente do material sobre-aquecido, nos primeiros dias a seguir à explosão — o tempo que demoraria o material da supernova a atingir a estrela companheira. Um grupo de astrónomos, liderado por Griffin Hosseinzadeh, da Universidade da California em Santa Barbara, aproveitou a oportunidade proporcionada pela AT2017cbv para estudar a luminosidade da supernova no ultravioleta na tentativa de detectar sinais de uma estrela companheira. O que observaram está representado no gráfico seguinte e é notável!

A linha cinzenta mostra qual seria a evolução da luminosidade ultravioleta de uma supernova de tipo Ia sem uma companheira, i.e., resultante do segundo cenário acima descrito. Os pontos azuis, as observações obtidas pela equipa de Hosseinzadeh, mostram que nos primeiros dias houve um desvio desse comportamento, correspondendo a um aumento substancial do brilho ultravioleta da supernova, seguido, por volta do sexto dia, a um retorno ao normal. Os dados são consistentes com a existência de uma estrela companheira cerca de 20 vezes maior do que o Sol, uma estrela “normal” de qualquer forma, proporcionando mais evidência de que as supernovas de tipo Ia podem ter origem em sistemas binários heterogéneos.

Referência: In Hunting Supernovae, ‘Get Them While They’re Young’, Universidade do Arizona.

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