Astrônomos descobrem um novo tipo de explosão estelar: a Micronova

Astrônomos descobrem um novo tipo de explosão estelar: a Micronova

15 de agosto de 2022 0 Por ucrhyan
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Um tipo recém-descoberto de explosão estelar poderia nos ajudar a entender melhor as explosões termonucleares em estrelas mortas.

Os novos fenômenos são chamados de micronovas e ocorrem na superfície de estrelas anãs brancas que estão sugando ativamente material de uma companheira binária próxima. O acúmulo de material na anã branca resulta em uma explosão termonuclear localizada: a micronova.

Essas explosões foram vistas queimando dezenas a centenas de quintilhões de quilos de material estelar em horas, dizem os astrônomos.

Se isso é difícil de imaginar, isso está no estádio de vários bilhões de Grandes Pirâmides de Gizé, de acordo com os pesquisadores. Ou, se preferir outra comparação, cerca de um milésimo da massa da Lua.

“Descobrimos e identificamos pela primeira vez o que estamos chamando de micronova”, diz a astrofísica Simone Scaringi, da Universidade de Durham, no Reino Unido.

“O fenômeno desafia nossa compreensão de como ocorrem as explosões termonucleares em estrelas. Pensávamos que sabíamos disso, mas esta descoberta propõe uma maneira totalmente nova de alcançá-los.”

Anãs brancas em sistemas binários próximos podem funcionar como máquinas de explosão termonucleares. Uma anã branca é o que é conhecido como uma estrela ‘morta’ – o núcleo colapsado restante depois que uma estrela da sequência principal ficou sem combustível e ejetou seu material externo. Outras estrelas desse tipo, em diferentes classes de massa, incluem estrelas de nêutrons e buracos negros.

Este núcleo colapsado é muito denso. As estrelas anãs brancas têm uma massa de até 1,4 vezes a massa do Sol, acondicionadas em uma esfera do tamanho da Terra. Muitos deles podem ser encontrados em sistemas binários.

Em alguns casos raros – cerca de 10 foram identificados na Via Láctea – os sistemas binários estão próximos o suficiente para que a anã branca retire material da companheira, resultando no que é conhecido como nova recorrente.

À medida que as duas estrelas giram uma em torno da outra, o material – principalmente hidrogênio – é desviado da companheira pela anã branca menor, mais densa e mais massiva. Esse hidrogênio se acumula na superfície da anã branca, onde se aquece.

Periodicamente, a massa torna-se tão grande que a pressão e a temperatura no fundo da camada são suficientes para desencadear uma explosão termonuclear, expelindo violentamente o excesso de material para o espaço. Essa é a nova.

Uma micronova, descobriram Scaringi e sua equipe, é como uma versão menor dessa explosão.

Os pesquisadores identificaram pela primeira vez uma anã branca emitindo uma micronova em dados do telescópio de caça a exoplanetas TESS. O TESS é otimizado para encontrar variações de brilho muito pequenas em estrelas com exoplanetas em órbita; o exoplaneta passando na frente da estrela causa um escurecimento muito pequeno.

Nos dados do TESS, a equipe descobriu micronovas quando encontraram um breve flash de luz de uma estrela anã branca, em vez de um escurecimento. Isso levou a uma busca por eventos semelhantes em outras anãs brancas. No total, eles encontraram três explosões – a terceira das quais, após observações de acompanhamento, levou à descoberta de uma estrela anã branca anteriormente desconhecida.

Mas os flashes eram pequenos demais para serem uma nova, que são muito mais poderosos e duradouros. Assim, a equipe começou a encontrar um cenário que pudesse explicar as observações. Eles descobriram que a explicação mais provável eram micronovas.

Quando uma anã branca com um campo magnético poderoso está em um binário próximo, ela pode sugar material de sua companheira. O campo magnético canaliza esse material para os pólos da anã branca, onde se acumula para eventualmente causar uma explosão, semelhante (mas em menor escala) do que uma nova anã branca típica.

“Pela primeira vez, vimos que a fusão de hidrogênio também pode acontecer de maneira localizada”, diz o astrônomo Paul Groot, da Universidade Radboud, na Holanda.

“O hidrogênio combustível pode estar contido na base dos pólos magnéticos de algumas anãs brancas, de modo que a fusão só acontece nesses pólos magnéticos. Isso leva à explosão de bombas de microfusão, que têm cerca de um milionésimo da força de uma explosão de nova, daí o nome micronova”.

A descoberta pode resolver um mistério de décadas. Uma das anãs brancas, no sistema binário TV Columbae, foi observada exibindo flashes semelhantes nos últimos 40 anos. Explosões semelhantes também foram relatadas em outras anãs brancas altamente magnetizadas ao longo dos anos. Esta explicação poderia finalmente nos dizer por quê.

A descoberta sugere que as explosões podem ser bastante comuns, mas os astrônomos precisarão coletar mais observações para entendê-las com maior profundidade.

“Isso só mostra o quão dinâmico é o Universo”, diz Scaringi. “Esses eventos podem ser bastante comuns, mas por serem tão rápidos, são difíceis de serem capturados em ação.”