A supernova Cassiopeia A pode ter nascido de uma origem solitária

Existem estrelas que, quando morrem, tornam-se supernovas e liberam grandes explosões de energia. A maioria destas estrelas vêm de sistemas binários, em que uma tem tanta força gravitacional que acaba atraindo as camadas de sua “colega”, mas pode acontecer de não ser possível encontrar a estrela que restou após a explosão. Assim, um novo estudo liderado pelo ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) sugere uma explicação para a criação de estrelas solitárias e até para a origem da supernova Cassiopeia A (Cas A).

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Já houve diversas iniciativas para identificar uma estrela que restou da supernova, e em alguns casos, ela até foi encontrada. Em outros, não foi possível encontrá-la — e isso é um problema para esta hipótese. O caso mais famoso é o da supernova Cassiopeia A, um resquício de supernova de envelope externo que deveria ter uma companhia estelar, mas nada foi encontrado nos restos de sua explosão. Para Dr. Ryosuke Hirai, pesquisador do OzGrav e principal autor do estudo, é possível que a estrela em questão tinha uma companheira com massa muito similar à dela própria. Assim, elas teriam tempos de vida similares: “a explosão da primeira estrela vai ocorrer quando a segunda estiver perto de morrer”, diz. 

No último milhão de anos de suas vidas, as estrelas massivas se tornam supergigantes vermelhas com camadas externas instáveis e estufadas. Então, se a primeira supernova do sistema binário de estrelas atingir a gigante vermelha, ela poderia tirar facilmente suas camadas externas e transformá-la em uma estrela de envelope externo. As estrelas se rompem depois da supernova, de modo que a segunda se tornaria uma estrela solitária e iria parecer estar sozinha ao explodir depois de 1 milhão de anos. Para chegar a este cenário, os cientistas do OzGrav realizaram simulações da colisão da supernova com uma gigante super vermelha para investigar quanta massa poderia ser eliminada durante este processo. No fim, eles descobriram que a supernova pode eliminar até 90% da camada externa da estrela que a acompanha se as duas estiverem próximas o suficiente.

Assim, para Hirai, “isso seria o suficiente para que a segunda supernova do sistema binário se torne uma supernova de envelope externo, e confirma que o cenário que propomos é possível", diz ele. "Mesmo que não estejam perto o suficiente, ela ainda pode remover uma parte maior das camadas externas, o que faz com que o envelope — que já é instável — fique ainda mais e leve a outros fenômenos interessantes, como pulsações ou erupções". Se isso realmente tiver acontecido, esta envoltura deveria estar flutuando como uma camada de 30 a 300 anos-luz do local da segunda supernova. 

É aqui que Cassiopeia A entra: observações recentes revelaram que, de fato, existe uma camada a uma distância de 30 a 50 anos-luz de Cas A. Hirai completa que "essa poderia ser a evidência indireta que a Cas A realmente foi criada no cenário que propomos, o que explica o porquê de não ter uma estrela binária como companhia. Nossas simulações provam que nosso novo cenário poderia ser uma das formas mais promissoras para explicar a origem de Cas A, um dos resquícios de supernova mais famosos". Os cientistas também previram que este cenário pode produzir estrelas com algumas características parciais, e acreditam que será interessante explorar o que acontecerá com elas e como poderão ser observadas.

O artigo do estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: OzGrav