Das colisões ao canibalismo estelar – a surpreendente diversidade de anãs brancas em explosão

Astrofísicos descobriram uma diversidade surpreendente nas maneiras pelas quais estrelas anãs brancas explodem no espaço profundo após avaliar quase 4.000 desses eventos capturados em detalhes por uma pesquisa astronômica do céu de última geração. Suas descobertas podem nos ajudar a medir distâncias no Universo com mais precisão e aumentar nosso conhecimento sobre a “energia escura”. 

O telescópio Palomar de 48 polegadas no Observatório Palomar na Califórnia, com uma imagem da Via Láctea ao fundo. Cada estrela amarela representa uma única nova supernova descoberta e o tamanho é a distância da Terra. Crédito: Mickael Rigault e o Observatório Palomar/Caltech.

As explosões dramáticas de estrelas anãs brancas no fim de suas vidas têm desempenhado, por décadas, um papel fundamental no estudo da energia escura – a força misteriosa responsável pela expansão acelerada do Universo. Elas também fornecem a origem de muitos elementos em nossa tabela periódica, como titânio, ferro e níquel, que são formados nas condições extremamente densas e quentes presentes durante suas explosões.

Um marco importante foi alcançado em nossa compreensão desses transientes explosivos com o lançamento de um importante conjunto de dados e 21 publicações associadas em uma  edição especial de Astronomia e Astrofísica , publicada hoje.

Este conjunto de dados único de quase 4.000 supernovas próximas é muitas vezes maior do que amostras semelhantes anteriores e permitiu avanços cruciais na compreensão de como essas anãs brancas explodem. A amostra foi obtida pelo Zwicky Transient Facility (ZTF), uma pesquisa astronômica do céu liderada pelo Caltech, com envolvimento fundamental de pesquisadores do Trinity College Dublin, liderados pela Prof. Kate Maguire na Escola de Física.

“ Graças à capacidade única do ZTF de escanear o céu de forma rápida e profunda, foi possível descobrir novas explosões de estrelas até um milhão de vezes mais fracas do que as estrelas mais fracas visíveis a olho nu”, destaca a Prof. Kate Maguire.

Um dos principais resultados, liderado pelo grupo da Trinity, é a descoberta de que há diversas maneiras exóticas pelas quais anãs brancas podem explodir, incluindo colisões de duas estrelas em espetáculos estelares luminosos, bem como o canibalismo de estrelas por suas companheiras em sistemas estelares duplos.

Isso só é possível com esta amostra devido à capacidade de descobrir blips muito tênues combinados com tamanhos de amostra grandes. E a diversidade surpreendente pode ter implicações para o uso dessas supernovas para medir distâncias no Universo, uma vez que as restrições nas propriedades da energia escura exigem crucialmente que essas explosões possam ser padronizadas.

“A diversidade de maneiras pelas quais estrelas anãs brancas podem explodir é muito maior do que o esperado anteriormente, resultando em explosões que variam de tão fracas que são quase invisíveis a outras que são brilhantes o suficiente para serem vistas por muitos meses ou anos depois”, diz o Prof. Maguire. 

Esta pesquisa foi financiada pelo European Research Council. Para mais informações e acesso ao conjunto de dados, visite o  site ZTF SN Ia DR2 .

Trinity College Dublin