Foi descoberto um novo tipo de supernova

Foi descoberto um novo tipo de supernova

23 de janeiro de 2022 0 Por Jonas Estefanski
Compartilhar:

Muitas vezes pensamos em explosões de supernovas como inevitáveis ​​para grandes estrelas. A grande estrela fica sem combustível, a gravidade colapsa seu núcleo e BOOM! Mas os astrônomos há muito pensam que pelo menos um tipo de grande estrela não terminou com uma supernova. Conhecidas como estrelas Wolf-Rayet , pensava-se que terminavam com um colapso silencioso de seu núcleo em um buraco negro. Mas uma nova descoberta descobre que elas podem se tornar supernovas, afinal.

As estrelas Wolf-Rayet estão entre as estrelas mais massivas conhecidas. Eles estão no fim de suas curtas vidas, mas em vez de simplesmente ficar sem combustível e explodir, eles empurram suas camadas externas com um vento estelar extremamente poderoso. Isso produz uma nebulosa circundante rica em hélio ionizado, carbono e nitrogênio, mas quase nenhum hidrogênio. A temperatura da superfície da estrela restante pode ser superior a 200.000 K, tornando-as as estrelas mais luminosas conhecidas. Mas como a maior parte dessa luz está na faixa ultravioleta, eles não são particularmente brilhantes a olho nu.

Em uma grande estrela, diferentes elementos estão em camadas antes que a estrela exploda. Crédito: Itai Raveh

Mesmo com as camadas externas de uma estrela Wolf-Rayet descartadas, a estrela central ainda é muito mais massiva que o Sol. Então você imaginaria que é apenas uma questão de tempo até que se torne uma supernova. Não importa o quão longe ocorra a fusão da tabela periódica, ela acabará ficando sem combustível, levando a uma supernova de colapso do núcleo. Mas podemos ver os espectros de elementos dentro de uma supernova, e nunca vimos um espectro que correspondesse a uma estrela Wolf-Rayet. À medida que nossa descoberta de supernovas se tornou comum, alguns astrônomos começaram a se perguntar se as estrelas Wolf-Rayet tiveram uma morte silenciosa. A ideia era que eles lançariam camadas externas suficientes para que o núcleo restante acabasse colapsando diretamente em um buraco negro. Nenhuma explosão gigante necessária. Uma morte silenciosa para uma estrela massiva.

Este último estudo mostra que pelo menos algumas estrelas Wolf-Rayet se tornam supernovas. A equipe analisou o espectro de uma supernova conhecida como SN 2019hgp, que foi descoberta pela Zwicky Transient Facility (ZTF). O espectro da supernova tinha emissão de luz brilhante indicando a presença de carbono, oxigênio e neon, mas não hidrogênio ou hélio. Quando a equipe analisou os dados mais de perto, descobriu que essas linhas de emissão específicas não eram causadas diretamente por elementos da supernova. Em vez disso, eles faziam parte de uma nebulosa se expandindo para longe da estrela a mais de 1.500 km/s.

Um espectro de SN 2019hgp. Crédito: Itai Raveh

Em outras palavras, antes que a supernova ocorresse, a estrela progenitora estava cercada por uma nebulosa rica em carbono, nitrogênio e néon, sem os elementos mais leves de hidrogênio e hélio. A expansão da nebulosa deve ter sido impulsionada por fortes ventos estelares. Isso combina muito bem com a estrutura de uma estrela Wolf-Rayet. Portanto, parece que SN 2019hgp é o primeiro exemplo de uma supernova Wolf-Rayet. Desde então, supernovas semelhantes também foram detectadas.

Como essa supernova foi identificada pelos espectros da nebulosa circundante, não está claro se a explosão foi uma supernova simples ou se foi um processo híbrido mais complexo, onde a camada superior da estrela explodiu enquanto o núcleo colapsava diretamente em um preto. buraco. Serão necessárias mais observações para determinar os detalhes. O que está claro é que pelo menos algumas estrelas Wolf-Rayet não entram silenciosamente na noite.

Referência: Gal-Yam, A., et ai. “ Uma estrela WC/WO explodindo dentro de uma nebulosa de carbono-oxigênio-neon em expansão.” Natureza 601.7892 (2022): 201-204.