Descobertas primeiras Supernovas em miniatura

MINI-SUPERNOVA DO TIPO IAX: Esta concepção artística mostra o suposto progenitor de um novo tipo de mini-supernova chamada de Tipo Iax. O material de uma estrela azul quente, de hélio, à direita, está sendo sugado por uma anã branca de carbono/oxigênio à esquerda, que está escondida por um disco de acreção. Em muitos casos a anã branca sobrevive à explosão subsequente. 

Supernovas representam as mortes de estrelas, que colapsam em poderosas explosões. Elas são geralmente classificadas em dois tipos principais; a nova classe, chamada de Tipo Iax, “é essencialmente uma mini-supernova”, declara o pesquisador Ryan Foley, astrônomo do Centro para Astrofísica Harvard-Smithsonian. “Esse é o baixinho das supernovas”.

Supernovas são as explosões estelares mais poderosas conhecidas pela ciência, visíveis até as fronteiras do Universo. Supernovas do Tipo Ia acontecem após uma estrela anã branca morrer ao absorver muita massa de uma estrela companheira.

Em contraste, supernovas do Tipo II ocorrem após o núcleo de uma estrela com 10 a 100 vezes a massa do Sol ficar sem combustível e colapsar em uma esfera extremamente densa em uma fração de segundo, expulsando radiação luminosa.

Em 2012, pesquisadores começaram a notar que muitas supernovas pareciam semelhantes a supernovas do Tipo Ia, mas eram nitidamente mais tênues. Algumas só brilhavam com 1% da luminosidade total de supernovas do Tipo Ia. Agora, com base em observações passadas e recentes, Foley e seus colegas identificaram 25 exemplos do que chamam de supernovas do tipo Iax.

“Esse é realmente um novo tipo de explosão estelar”, contou Foley à SPACE.com

Estrelas binárias

Os dados que os cientistas coletaram sugerem que, assim como uma supernova do Tipo Ia, uma do tipo Iax vem de um sistema estelar binário contendo uma anã branca e uma estrela companheira.

Em supernovas do Tipo Iax, a estrela companheira aparentemente já perdeu seu hidrogênio externo, deixando-a dominada por hélio. As anãs brancas então começam a acumular hélio de suas estrelas companheiras. 

Ainda não está claro o que exatamente acontece durante uma supernova do Tipo Iax. O hélio na camada externa da estrela companheira pode sofrer fusão nuclear, lançando uma onda de choque contra a anã branca, o que a faz detonar.

Por outro lado, todo o hélio que a anã branca acumulou de sua companheira poderia alterar a densidade e temperatura do interior da anã branca, forçando o carbono, oxigênio e talvez o hélio de seu interior a entrarem em fusão, disparando uma explosão, explicou Foley.

De qualquer forma parece que, em muitas supernovas do Tipo Iax, a anã branca na verdade sobrevive à explosão, ao contrário de supernovas do tipo Ia, em que as anãs brancas são completamente destruídas.

“A estrela ficará ferida e marcada, mas sobreviverá”, aponta Foley. “Não temos muita certeza de porquê apenas parte da estrela pode ser destruída. Esse é um problema difícil em que estamos trabalhando no momento”.

Foley calculou que supernovas do Tipo Iax são quase tão comuns quanto supernovas do Tipo Ia. A razão de tão poucas supernovas do Tipo Iax terem sido detectadas até agora é que as mais tênues só tem um centésimo do brilho de uma do Tipo Ia.

“Supernovas do Tipo Iax não são raras, só fracas”, observa Foley. “Humanos observam supernovas há mais de mil anos. Durante todo esse tempo, essa nova classe estava se escondendo nas sombras”.

Sistemas estelares jovens

Nenhuma supernova do Tipo Iax foi vista até agora em galáxias elípticas, que ficam cheias de estrelas antigas. Isso sugere que essas supernovas vêm de sistemas estelares jovens.

Espera-se que o futuro Grande Telescópio Sinóptico de Pesquisa, no Chile, detecte um milhão de supernovas durante seu tempo de vida, o que significa que ele deve descobrir mais de 10 mil supernovas do Tipo Iax – aproximadamente a mesma quantidade de supernovas do Tipo Ia que astrônomos descobriram até o momento, apontam os pesquisadores.

“Também existe a possibilidade de haver supernovas do Tipo Iax bem próximas que podemos observar em busca de mais respostas”, lembrou Foley. “Nós gostaríamos de saber com que frequência uma estrela perde metade de sua massa estelar, ou um décimo dela. No momento, não temos as estatísticas para responder algumas dessas perguntas”.

Os cientistas detalharam suas descobertas em um artigo aceito para publicação no The Astrophysical Journal