Descoberta sobre anãs brancas “vampiras” aumenta compreensão do ciclo de vida das estrelas

Uma equipe internacional de astrônomos descobriu que a poeira cósmica pode se formar a partir de uma supernova do Tipo 1a, produzida pela morte de uma anã branca, uma fonte que até então era desconhecida. Entender a origem dessas partículas pode ajudar a compreender o ciclo de vida das estrelas.

Publicada recentemente na revista Nature Astronomy, a pesquisa observou a supernova SN 2018evt por cerca de três anos usando uma combinação de instrumentos, como o Telescópio Espacial Spitzer e a missão NEOWISE, ambos da NASA, além de diversos observatórios terrestres. As investigações revelaram mais uma origem para essas partículas relacionadas com todos os fenômenos do Universo.

A ideia de que supernovas originam a poeira cósmica não é exatamente nova. Estudos anteriores já haviam apontado isso, mas para um tipo diferente de explosão, as supernovas de colapso de núcleo.

Quando uma estrela massiva esgota seu combustível para realizar a fusão nuclear, o seu núcleo colapsa, dando origem a uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, enquanto as camadas externas da estrela são expelidas em uma explosão de supernova. No entanto, esses eventos só acontecem em galáxias espirais, como a Via Láctea, então como a poeira cósmica se origina em galáxias elípticas?

Ilustração da supernova SN 2018evt provocando uma tempestade. Crédito: Lizhi Wang, Observatórios Astronômicos Nacionais, Academia Chinesa de Ciências

A resposta é que a poeira cósmica em galáxias elípticas vem de anãs brancas “vampiras” que explodem em uma supernova do Tipo 1a.

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Anãs brancas e formação de poeira cósmica 

Por não possuírem massa suficiente para explodir em supernovas depois de terem seu combustível esgotado, as estrelas menores formam anãs brancas – inclusive o Sol passará por esse processo daqui a cerca de cinco bilhões de anos.

Por ser uma estrela única, a anã branca que se formará a partir do Sol terá uma morte solitária enquanto esfria. No entanto, esse não é o caso de anãs brancas em sistemas binários. Vamos entender:

Quando em sistemas binários, se as anãs brancas estiverem perto o suficiente de sua companheira, elas podem roubar seu material;A matéria roubada forma um disco em torno da anã branca que aos poucos vai se aproximando da superfície da estrela;Essa material eventualmente se acumula na anã branca e torna a estrela massiva a ponto de ultrapassar o limite de Chandrasekhar, que é de 1,4 massas solares;Esse limite é o que determina se uma estrela pode se tornar uma supernova, e quando isso acontece resulta em uma explosão nuclear do conhecida como supernova do Tipo 1a.

As supernovas têm um papel importante no ciclo de vida das estrelas

Durante as investigações para determinar se a supernova do Tipo 1a era a responsável pela poeira cósmica, os pesquisadores descobriram que a supernova colidiu com o material que havia sido liberado pelas estrelas do sistema binário. Essa colisão liberou ondas de choque através do gás ejetado pela anã branca, esfriando-o e causando sua condensação em poeira.

O que revelou a criação da poeira cósmica a partir da supernova foi o seu escurecimento em luz óptica e seu brilho infravermelho. A partir dessas observações, foi estimado que uma enorme quantidade de poeira se formou, o equivalente a 1% da massa do Sol. No entanto, os pesquisadores acreditam que a medida que o gás esfria, cerca de 10 vezes mais poeira pode se formar.

As origens da poeira cósmica sempre foram um mistério. Esta pesquisa marca a primeira detecção de um processo significativo e rápido de formação de poeira na supernova termonuclear interagindo com o gás circunstelar.

Lingzhi Wang, cientista do Centro de Astronomia da América do Sul da Academia Chinesa de Ciências, em comunicado

As descobertas apontam que as anãs brancas têm um papel importante no ciclo de formação e morte de estrelas, assim como dos processos que dão origem a planetas. Agora, os pesquisadores esperam encontrar mais desses eventos usando o Telescópio Espacial James Webb.

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