Concepção artística de um sistema estelar binário que produz novas e recorrentes e, finalmente, a supernova PTF 11kx. (Crédito: Romano Corradi e Instituto de Astrofísica de Canarias)
Embora tenham sido usadas como as "velas padrão" da medição de distância cósmica por décadas, as supernovas do tipo Ia podem resultar de diferentes tipos de sistemas estelares, de acordo com observações recentes conduzidas pela equipe da Palomar Transient Factory no Berkeley Lab, na Califórnia.
Julgar distâncias através do espaço intergalático daqui na Terra não é fácil. Dentro da Via Láctea - e até galáxias próximas - a luz emitida por estrelas pulsantes regularmente (chamadas variáveis cefeidas) pode ser usada para determinar a que distância uma região do espaço está. Fora do nosso grupo local de galáxias, no entanto, estrelas individuais não podem ser resolvidas e, para descobrir a que distância as galáxias estão distantes, os astrônomos aprenderam a usar a luz de objetos muito mais brilhantes: supernovas do tipo Ia, que podem brilhar com um brilho equivalente a 5 bilhões de sóis.
As supernovas do tipo Ia são criadas a partir de um emparelhamento especial de duas estrelas que orbitam uma à outra: um material superdenso de anã branca puxando de um companheiro até que uma massa crítica - cerca de 40% mais massiva que o Sol - seja atingida. De repente, a anã branca superdimensionada passa por uma série rápida de reações termonucleares, explodindo em uma explosão incrivelmente brilhante de material e energia ... um farol visível em todo o Universo.
Como a energia e a luminância das supernovas do tipo Ia são tão consistentemente iguais, a distância pode ser medida pelo brilho aparente visto da Terra. Quanto mais escuro é quando observado, mais distante fica sua galáxia. Com base nessa similaridade aparentemente universal, acredita-se que essas supernovas devem ser criadas em situações muito semelhantes ... especialmente porque nenhuma foi observada diretamente - até agora.
Uma equipe internacional de astrônomos que trabalham na pesquisa colaborativa da Fábrica de Transientes da Palomar observou pela primeira vez um par de estrelas que cria supernovas do tipo Ia - chamado de sistema progenitor - localizado na constelação Lynx. Nomeado PTF 11kx, o sistema, estimado em cerca de 600 milhões de anos-luz de distância, contém uma anã branca e uma estrela gigante vermelha, um acoplamento que não foi visto em observações anteriores (embora indiretas).
"É uma surpresa total descobrir que as supernovas termonucleares, que parecem tão semelhantes, vêm de diferentes tipos de estrelas", diz Andy Howell, cientista da equipe da Rede Global de Telescópios do Observatório Las Cumbres (LCOGT) e coautor do publicado na edição de 24 de agosto da Science. "Como esses eventos poderiam parecer tão semelhantes, se tivessem origens diferentes?"
As observações iniciais do PTF 11kx foram possíveis por um telescópio robótico montado no Telescópio Samuel Oschin de 48 polegadas no Observatório Palomar da Califórnia, bem como por um pipeline de dados de alta velocidade fornecido pela NSF, NASA e Departamento de Energia. A supernova foi identificada em 16 de janeiro de 2011 e apoiada por dados espectrográficos subsequentes do Lick Observatory, seguidos por observações imediatas de "emergência" no Telescópio Keck, no Havaí.
"Basicamente, chamamos um colega observador da UC e interrompemos suas observações para obter espectros críticos de tempo", disse Peter Nugent, cientista sênior do Lawrence Berkeley National Laboratory e co-autor do artigo.
As observações de Keck mostraram que o sistema pós-supernova PTF 11kx contém nuvens de gás e poeira em movimento lento que não poderiam ter vindo do recente evento de supernova. Em vez disso, as nuvens - que registraram alto teor de cálcio nos dados espectrográficos de Lick - devem ter vindo de um evento nova anterior, no qual a anã branca se acendeu brevemente e explodiu uma camada externa de sua atmosfera. Essa nuvem em expansão foi então desacelerada, provavelmente devido ao vento estelar de um gigante vermelho companheiro.
(Qual é a diferença entre uma nova e uma supernova? Leia o STEREO da NASA descobre uma nova nova)
Eventualmente, a nuvem nova em desaceleração foi impactada pela explosão rápida da supernova, evidenciada por uma explosão repentina no sinal de cálcio que havia diminuído gradualmente nos dois meses desde o evento de janeiro. Essa explosão de cálcio foi, de fato, a supernova atingindo a nova e fazendo com que ela "acendesse".
As observações do PTF 11kx mostram que a supernova do tipo Ia lata ocorrem em sistemas progenitores em que a anã branca sofreu erupções de nova, possivelmente repetidamente - um cenário que muitos astrônomos pensavam anteriormente que não poderia acontecer. Isso pode até significar que o PTF 11kx é uma espécie totalmente nova da supernova do tipo Ia e, embora anteriormente invisível e rara, não é única.
O que significa que nossas “velas padrão” cósmicas podem precisar aparar as mechas.
"Sabemos que as supernovas tipo 1a variam um pouco de galáxia para galáxia, e estamos calibrando para isso, mas essa observação do PTF 11kx está fornecendo a primeira explicação de por que isso acontece", disse Nugent. "Essa descoberta nos dá a oportunidade de refinar e melhorar a precisão de nossas medições cósmicas."
Fonte: Centro de notícias do Berkeley Lab
Imagens inseridas: observação PTF 11kx (BJ Fulton, Rede Global de Telescópios do Observatório Las Cumbres) / A cúpula do Telescópio Samuel Oschin de 48 polegadas no Observatório Palomar. Vídeo: Romano Corradi e o Instituto de Astrofísica de Canarias
