Estrela magnética desafia teoria dos buracos negros

O magnetar desafia as atuais teorias da evolução estelar, uma vez que, segundo estas teorias, uma estrela com massa dessa magnitude deveria transformar-se em um buraco negro, e não em uma estrela magnética. (Imagem: ESO/L. Calçada)

Magnetar

Astrônomos demonstraram pela primeira vez que uma estrela magnética – um tipo incomum de estrela de nêutrons, também conhecida como magnetar – se formou a partir de uma estrela com pelo menos 40 vezes a massa do Sol.

O resultado desafia as atuais teorias da evolução estelar, uma vez que, segundo estas teorias, uma estrela com massa dessa magnitude deveria transformar-se em um buraco negro, e não em uma estrela magnética.

Isto deixa novamente em aberto uma questão fundamental: que quantidade de massa deve possuir uma estrela para dar origem a um buraco negro?

Zoológico estelar

Os astrônomos usaram o Very Large Telescope, do ESO (Observatório Europeu do Sul), para observar em grande detalhe o enxame estelar Westerlund 1, situado a 16.000 anos-luz de distância da Terra, na constelação austral do Altar.

A partir de estudos anteriores, os astrônomos sabiam já que Westerlund 1 é o super enxame estelar mais próximo conhecido, contendo centenas de estrelas de grande massa, algumas que brilham com a luminosidade de quase um milhão de sóis e outras com duas mil vezes o diâmetro do Sol (tão grandes como a órbita de Saturno).

“Se o Sol estivesse situado no centro deste enxame, o nosso céu noturno estaria repleto de centenas de estrelas tão brilhantes como a Lua Cheia,” diz Ben Richie, autor principal do artigo científico que apresenta estes resultados.

Westerlund 1 é um fantástico zoológico estelar, contendo estrelas diversas e exóticas. Mas as estrelas no enxame partilham uma coisa em comum: todas têm a mesma idade, estimada entre 3,5 e 5 milhões de anos, já que o enxame se formou a partir de um único evento cósmico.

Morte de uma estrela é simulada em 3D pela primeira vez

Uma estrela morre em 3D: As imagens mostram a ejeção de alguns elementos na explosão, vistos de diferentes ângulo de visualização - em cima, 350 segundos após a ignição do núcleo e, embaixo 9.000 segundos depois, quando a onda de choque já ultrapassou a superfície estelar. Os elementos estão representados em cores diferentes: carbono (verde), oxigênio (vermelho) e níquel (azul).(Imagem: MPA)

Supernovas

Estrelas gigantes terminam suas vidas em explosões igualmente gigantescas. São as chamadas supernovas, que podem tornar-se – por um curto período de tempo – mais brilhantes do que uma galáxia inteira, que é composta por bilhões de estrelas.

Embora as supernovas venham sendo estudadas teoricamente por meio de modelos de computador há várias décadas, os processos físicos que ocorrem durante essas explosões são tão complexos que até agora os astrofísicos só conseguiam simular partes do processo. E apenas em uma ou duas dimensões.

Simulação 3D de uma supernova

Agora, pesquisadores do Instituto Max Planck de Astrofísica, na Alemanha, fizeram a primeira simulação em computador totalmente tridimensional, cobrindo o colapso do núcleo de uma supernova ao longo de um período de várias horas após o início da explosão.

Com isto, eles conseguiram esclarecer o surgimento das assimetrias que emergem do fundo do núcleo denso durante a fase inicial da explosão e dobram-se em heterogeneidades observáveis durante a explosão da supernova.

Supernova na Via Láctea

Embora a grande energia da explosão de uma supernova torne-a visível a grandes distâncias pelo Universo, elas são relativamente raras. Em uma galáxia do tamanho da nossa Via Láctea, em média, apenas uma supernova ocorre a cada 50 anos.

Cerca de vinte anos atrás, uma supernova pôde ser vista até mesmo a olho nu. A SN 1987A surgiu na Nebulosa da Tarântula, na Grande Nuvem de Magalhães, nossa galáxia vizinha. Essa proximidade relativa – “apenas” cerca de 170.000 anos-luz de distância – permitiu muitas observações detalhadas em diferentes bandas de comprimento de onda ao longo de semanas e até meses.

Projéteis de níquel

Uma das descobertas surpreendentes e inesperadas na supernova SN 1987A, e verificada em outras supernovas subsequentes, foi o fato de o níquel e o ferro – elementos pesados que se formam perto do centro da explosão – misturam-se em grandes aglomerados ejetados para além do envoltório de hidrogênio da estrela.

Verdadeiros projéteis de níquel foram observados propagando-se a velocidades de milhares de quilômetros por segundo, muito mais rápido do que o hidrogênio e do que o previsto por cálculos hidrodinâmicos em uma dimensão (1D) – ou seja, que foram estudados verificando-se apenas o perfil de expansão radial, do centro para fora.

Zoológico cósmico é fotografado na Grande Nuvem de Magalhães

Esta parte da Grande Nuvem de Magalhães encontra-se tão cheia de enxames estelares e outros objetos que um astrônomo pode passar sua carreira inteira explorando-a. (Imagem: ESO)

Beleza científica

Os astrônomos estão sempre observando a Grande Nuvem de Magalhães, uma das galáxias mais próximas da nossa Via Láctea.

Não é para menos. Uma nova imagem espectacular, obtida no Observatório de La Silla, no Chile, mostra uma vasta coleção de fenômenos e corpos celestes, muitos deles ainda verdadeiros segredos para os cientistas.

Em apenas uma pequena porção da Grande Nuvem de Magalhães podem ser vistos desde enormes enxames globulares até restos deixados por explosões de supernovas.

Esta observação fascinante fornece dados para uma enorme variedade de projetos de pesquisa, com estudos sobre a vida e a morte das estrelas e a evolução de galáxias.

Supernova misteriosa divide os astrônomos

Supernova ou supervelha? Um grupo de cientistas afirma tratar-se de uma supernova de um tipo até agora desconhecido. Outro grupo afirma tratar-se apenas de uma variação de um tipo já conhecido. (Imagem: Perets et al./Nature)

Tipos de supernovas

Até hoje, astrônomos observaram dois tipos de supernova.

O primeiro é a gigante jovem que explode em uma exibição violenta à medida que entra em colapso por conta de sua própria massa – isto inclui os tipos Ib, Ic e II.

O segundo tipo é o da explosão termonuclear de uma estrela do tipo anã-branca, velha e densa – estas são as supernovas do tipo Ia.

Supernova ou supervelha

Um novo tipo de supernova acaba de ser descrito – ou não.

A novidade, ou melhor, a dúvida, é destaque na edição desta quinta-feira (20/5) da revista Nature em dois artigos: um que defende tratar-se de um novo tipo de supernova e o outro que afirma tratar-se de um tipo conhecido.

A estrela de enorme massa que explodiu foi detectada por meio de telescópios em janeiro de 2005, pouco após ter iniciado o processo de explosão. Desde então, ao investigar a estrela, pesquisadores de diversos países verificaram que se tratava de um fenômeno inusitado.

Pouca massa

Denominada SN2005E, a supernova fica na galáxia NGC1032, vizinha à Via Láctea. Nas análises feitas desde 2005, alguns cientistas concluíram que a quantidade de material ejetado pela supernova era muito reduzida para ter-se originado de uma gigante que explodiu.

Além disso, sua localização, distante das regiões conhecidas e movimentadas nas quais as estrelas se formam, implica que se tratava de uma estrela mais velha que levou bastante tempo para se deslocar de seu berço natal.

Assinatura química

Mas a assinatura química da estrela que explodiu não se encaixa no segundo tipo conhecido de supernova.

“O resultado deixou claro de que se trata de um novo tipo de supernova”, disse Hagai Perets, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, nos Estados Unidos, primeiro autor de um dos artigos.

Os pesquisadores fizeram diversas simulações em computador de modo a tentar entender que tipo de processo poderia ter levado ao fenômeno observado. Uma importante incógnita é a assinatura química.

Um tipo comum de anã branca que explode (conhecido como supernova tipo Ia) é composto principalmente por carbono e oxigênio, o que é refletido na composição do material ejetado.

“A nova supernova é vazia de carbono e oxigênio. Em vez disso, é rica em hélio. Ou seja, é surpreendentemente diferente das demais”, disse Dae-Sik Moon, do Departamento de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Toronto, no Canadá, coautor do artigo.

“As simulações feitas sugerem que um par de anãs brancas estava envolvido, uma roubando hélio da outra. Quando o hélio da estrela que roubou se eleva além de certo ponto, ocorre a explosão. A estrela roubada é provavelmente destruída no processo, mas não sabemos ainda o destino da estrela que roubou o gás”, disse Avishay Gal-Yam, também autor do artigo que defende o novo tipo de supernova.

Mais do mesmo

Mas Koji Kawabata e seus colegas da Universidade de Hiroshima, no Japão, defendem no outro artigo publicado na Nature que a SN2005E é uma supernova tipo Ib.

Segundo eles, a supernova deriva de uma estrela de massa gigantesca que explodiu pelo colapso gravitacional em seu próprio núcleo.

O caso da SN2005E seria raro por a supernova se localizar em uma região sem sinais claros da formação de estrelas.

Incertezas científicas

“As duas interpretações diferentes oferecidas pelos artigos ilustram a atual incerteza a respeito da origem dessas explosões. Mas a composição incomum do material ejetado pela SN2005E e outros eventos similares terão implicações importantes para diversas áreas da astrofísica”, disse David Branch, da Universidade de Oklahoma, em um artigo na mesma edição da revista com comentários sobre os outros dois.

Do Inovação Tecnológica

Bibliografia:

A faint type of supernova from a white dwarf with a helium-rich companion
H. B. Perets, A. Gal-Yam, P. A. Mazzali, D. Arnett, D. Kagan, A. V. Filippenko, W. Li, I. Arcavi, S. B. Cenko, D. B. Fox, D. C. Leonard, D.-S. Moon, D. J. Sand, A. M. Soderberg, J. P. Anderson, P. A. James, R. J. Foley, M. Ganeshalingam, E. O. Ofek, L. Bildsten, G. Nelemans, K. J. Shen, N. N. Weinberg, B. D. Metzger, A. L. Piro, E. Quataert, M. Kiewe, D. Poznanski
Nature
20 May 2010
Vol.: 465, 322-325
DOI: 10.1038/nature09056

A massive star origin for an unusual helium-rich supernova in an elliptical galaxy
K. S. Kawabata, K. Maeda, K. Nomoto, S. Taubenberger, M. Tanaka, J. Deng, E. Pian, T. Hattori, K. Itagaki
Nature
20 May 2010
Vol.: 465, 326-328
DOI: 10.1038/nature09055

Hubble flagra estrela em disparada a 400 mil km/h

A essa velocidade é possível ir da Terra à Lua em menos de duas horas. Os dados indicam que a estrela já deve ter viajado 375 anos-luz do seu local de nascimento. (Imagem: SpaceTelescope)

Disparada

O telescópio Hubble captou uma estrela em disparada, escapando de um berçário estelar a mais de 400.000 quilômetros por hora.

A essa velocidade é possível ir da Terra à Lua em menos de duas horas. Os dados indicam que a estrela já deve ter viajado 375 anos-luz do seu local de nascimento.

Estrela sem teto

Este é o caso mais extremo de uma grande estrela jovem que foi expulsa de seu ponto de nascimento por um grupo de irmãs ainda mais jovens.

A estrela sem-teto está na extremidade da Nebulosa da Tarântula (30 Dourados), localizada na Grande Nuvem de Magalhães, a 170.000 anos-luz da Terra.

Este é um lugar (R136) particularmente rico em estrelas gigantes, já tendo sido localizadas várias delas com massas 100 vezes maiores do que a do Sol.

Estrelas em fuga

Os astrônomos acreditam que dois processos podem fazer com que uma estrela saia em disparada do seu local de formação.

Ela pode encontrar uma ou duas irmãs mais pesadas no interior de um aglomerado estelar muito denso, sendo arremessada como uma bola de bilhar.

Ou ela pode ser “chutada” pela explosão de uma supernova em um sistema binário no qual a estrela maior explode primeiro.

“É geralmente aceito, entretanto, que a R136 é jovem demais para que as estrelas maiores possam ter explodido como supernovas,” diz Danny Lennon, da equipe do Hubble. “Isto implica que a estrela deve ter sido ejetada por meio de interações dinâmicas.”

Do Inovação Tecnológica