Somente a antimatéria pode explicar essa supernova absoluta - nada restou - nem mesmo um buraco negro.

 Uma supernova tão extrema que a morte da estrela é total, sem deixar nenhum buraco negro ou estrela de nêutrons para trás: é isso que os astrônomos acreditam ter observado no exemplo mais claro de tal evento. Batizada de SN 2023vbw, essa explosão incomum foi detectada na borda de uma pequena galáxia anã , a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz de distância. 

Localização da SN 2023vbw (círculo magenta) na periferia de sua galáxia anã hospedeira (círculo verde). Crédito: arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2605.16487

Em uma supernova de instabilidade de pares, o núcleo de uma estrela extremamente massiva fica tão quente que gera pares de matéria e antimatéria. Esse processo reduz a pressão que sustenta a estrela contra a gravidade, desencadeando uma explosão termonuclear tão violenta que a estrela inteira é consumida. Nenhuma estrela de nêutrons ou buraco negro estelar permanece. A teoria prevê esse destino para estrelas com 140 a 260 massas solares e baixa metalicidade. A SN 2023vbw se encaixa nesses critérios.

O evento foi detectado pela primeira vez pelo Observatório Transiente Zwicky em outubro de 2023. Inicialmente classificado como uma supernova clássica do Tipo II, seu comportamento rapidamente se mostrou atípico. Sua curva de luz apresentou um aumento constante até um pico em torno de 190 dias, muito mais longo que o normal. Em seguida, declinou rapidamente antes de se estabilizar em um decaimento lento. A energia total liberada foi mais de dez vezes maior que a de uma supernova comum.

Durante o aumento de luminosidade, a explosão manteve uma temperatura quase constante enquanto suas camadas externas continuavam a se expandir. Isso requer uma fonte de aquecimento interna contínua , diferentemente das supernovas clássicas. À medida que seu brilho diminuía, linhas de emissão apareceram, e as linhas de hidrogênio mostraram vários componentes, indicando que o material ejetado estava interagindo com um disco de matéria que a estrela havia expelido antes de sua morte.

Modelos indicam que a estrela progenitora era uma supergigante azul, com uma massa de material ejetado entre 170 e 350 massas solares. A energia cinética da explosão excede em muito a que uma supernova de colapso de núcleo pode produzir. A baixa metalicidade da galáxia hospedeira corrobora a hipótese de uma supernova de instabilidade de pares. Além disso, essa supergigante azul pode ter se originado da fusão de duas estrelas massivas em um sistema binário .

Esse cenário de fusão explicaria naturalmente o envelope em forma de disco ao redor da estrela. No entanto, ainda existem incertezas: permanece desconhecido se estrelas muito massivas terminam suas vidas como supergigantes vermelhas ou azuis, ou quando tal fusão poderia ocorrer. Apesar dessas questões, a SN 2023vbw continua sendo uma forte candidata a supernova de instabilidade de pares.

Graças à sua relativa proximidade e brilho, a SN 2023vbw oferece aos astrônomos a oportunidade de estudá-la em múltiplos comprimentos de onda para compreender a história da perda de massa da estrela e os elementos químicos produzidos durante a explosão. Missões futuras, como o Observatório Vera Rubin e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, deverão detectar dezenas de eventos semelhantes, revelando a morte e a evolução das estrelas mais massivas do Universo.

O que é uma supernova de instabilidade de pares?

Em uma supernova de instabilidade de pares, o núcleo de uma estrela muito massiva atinge temperaturas extremas, da ordem de um bilhão de graus. Essas temperaturas são tão altas que os fótons gama produzidos no núcleo podem se transformar em pares elétron-pósitron. Esse processo reduz a pressão de radiação que sustenta a estrela contra a gravidade, causando um colapso repentino. O colapso desencadeia uma reação termonuclear explosiva que consome a estrela inteira.

Essa explosão é tão violenta que nenhum remanescente compacto, como uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, permanece. A supernova espalha todo o seu material para o espaço, enriquecendo o meio interestelar com elementos pesados. Os modelos preveem que apenas estrelas inicialmente muito massivas (entre 140 e 260 massas solares) e pobres em metais podem sofrer esse destino. A baixa metalicidade é essencial porque reduz a perda de massa pelos ventos estelares, permitindo que a estrela retenha sua alta massa. Supernovas de

instabilidade de pares são extremamente raras porque requerem condições muito específicas. Acredita-se que elas eram mais frequentes no início do Universo, quando as estrelas eram mais massivas e menos metálicas. Estudá-los ajuda os astrônomos a entender a formação dos primeiros elementos pesados ​​e a evolução das galáxias primordiais.

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