O que aconteceu há 400 anos para criar esse remanescente de supernova incrivelmente bonito - e havia dois culpados ou apenas um? Essa visão do Telescópio Espacial Hubble de um remanescente criado pelo Tipo Ia ajudou os astrônomos a resolver um mistério de longa data sobre o tipo de estrela que causa algumas supernovas, conhecidas como progenitoras.
"Até agora, não sabíamos de onde veio esse tipo de supernova, apesar de estudá-los há décadas", disse Ashley Pagnotta, da Universidade Estadual da Louisiana, falando em uma coletiva de imprensa na reunião da Sociedade Astronômica Americana na quarta-feira. "Mas agora podemos dizer que temos a primeira identificação definitiva de um progenitor do Tipo 1a, e sabemos que este deve ter um progenitor degenerado duplo - é a única opção".
Este remanescente de supernova que tem um nome de número de telefone SNR 0509-67.5, fica a 170.000 anos-luz de distância na galáxia Grande Nuvem de Magalhães.
Os astrônomos suspeitam há muito tempo que duas estrelas foram responsáveis pela explosão - como é o caso da maioria das supernovas tipo 1a - mas não sabiam o que desencadeou a explosão. Uma explicação pode ser que ela foi causada pela transferência de massa de uma estrela companheira onde uma estrela próxima derrama material sobre uma companheira anã branca, desencadeando uma reação em cadeia que causa uma das explosões mais poderosas do universo. Isso é conhecido como o caminho de "degeneração única" - que parece ser a explicação mais plausível, comum e mais preferida para muitas supernovas do tipo 1a.
A outra opção é a colisão de duas anãs brancas, conhecida como ‘degenerada dupla, que parece ser a explicação menos comum e não tão amplamente aceita para as supernovas. Para muitos astrofísicos, o cenário de fusão parecia ser menos provável porque parece haver muito poucos sistemas de anã branca; de fato, parece haver poucas que foram descobertas até agora.
O problema com o SNR 0509-67.5 era que os astrônomos não conseguiam encontrar nenhum remanescente da estrela companheira. É por isso que o cenário duplo degenerado foi considerado, como nesse caso, não sobrará nada, pois as duas anãs brancas são consumidas na explosão. No caso de um único progenitor, a estrela anã não branca ainda estará perto do local da explosão e ainda parecerá muito como antes da explosão.
Portanto, uma maneira possível de distinguir entre os vários modelos de progenitores tem sido olhar profundamente no centro de um antigo remanescente de supernova para procurar a estrela ex-companheira.
"Sabemos que o Hubble tem a sensibilidade necessária para detectar os restos mais fracos de anã branca que poderiam ter causado essas explosões", disse o principal investigador Bradley Schaefer, da LSU. “A lógica aqui é a mesma que a famosa citação de Sherlock Holmes:‘ quando você eliminou o impossível, tudo o que resta, por mais improvável que seja, deve ser a verdade. '”
Em 2010, Schaefer e Pagnotta estavam preparando uma proposta para procurar estrelas fracas ex-companheiras no centro de quatro remanescentes de supernovas na Grande Nuvem de Magalhães quando viram uma foto da Astronomia do Dia mostrando uma imagem que o Telescópio Espacial Hubble já tinha haviam tomado um de seus restos alvo, o SNR 0509-67.5.
(Nota: a imagem APOD de 12 de janeiro de 2012 é de SNR 0509-67.5!)
Como o remanescente aparece como uma boa concha ou bolha simétrica, o centro geométrico pode ser determinado com precisão. Ao analisar com mais detalhes a região central, eles descobriram que ela estava completamente vazia de estrelas até o limite dos objetos mais fracos que o Hubble pode detectar nas fotos. A tenra idade também significa que nenhuma estrela sobrevivente não se afastou do local da explosão. Eles conseguiram cruzar a lista de todos os cenários degenerados únicos possíveis e ficaram com o modelo de degeneração dupla no qual duas anãs brancas colidem.
"Como podemos excluir todos os degenerados únicos possíveis, sabemos que deve ser um degenerado duplo", disse Pagnotta. "A causa do SNR 0509-67.5 pode ser explicada melhor por duas estrelas anãs brancas em órbita espiralando cada vez mais perto até que colidissem e explodissem."
Pagnotta também observou que essa supernova não é realmente uma supernova normal tipo 1a, mas uma subclasse chamada 1991t, que é uma supernova brilhante extra.
Um artigo de Marat Gilfanov, do Instituto Max Planck de Astrofísica, em 2010, indicou que talvez muitas supernovas do Tipo 1a tenham sido causadas por duas estrelas anãs brancas colidindo, o que foi uma surpresa para muitos astrônomos. Além disso, uma revisão da recente supernova SN 2011fe, que explodiu em agosto de 2011, explora a possibilidade do progenitor degenerado duplo. Uma questão em aberto permanece se essas fusões de anãs brancas são o principal catalisador para supernovas tipo Ia em galáxias espirais. Estudos adicionais são necessários para saber se supernovas em galáxias espirais são causadas por fusões ou uma mistura dos dois processos.
Schaefer e Pagnotta planejam examinar outros remanescentes de supernovas na Grande Nuvem Magellenic para testar suas observações.
Pagnotta confirmou que qualquer pessoa com conexão à Internet poderia ter feito essa descoberta, pois todas as imagens do Hubble usadas estavam disponíveis publicamente, e o uso dos dados do Hubble foi desencadeado pelo APOD.
Fontes: Artigo científico de Bradley E. Schaefer e Ashley Pagnotta (documento em PDF), HubbleSite, AAS press briefing
