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Sistema binário raro vai produzir ouro e prata quando explodir em kilonova

Por| Editado por Patricia Gnipper | 01 de Fevereiro de 2023 às 17h29

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CTIO/NOIRLab/NSF/AURA
CTIO/NOIRLab/NSF/AURA

Pela primeira vez, astrônomos encontraram um sistema binário de estrelas que possuem todas as características para, um dia, produzirem uma kilonova — evento de proporções titânicas que “fabrica” elementos pesados como ouro e prata.

Usando o Telescópio SMARTS de 1,5 metros, localizado no Observatório Interamericano Cerro Tololo, no Chile, os pesquisadores encontraram o sistema estelar raro, formado por uma estrela de nêutrons e uma companheira.

Estrelas de nêutrons são o remanescente nuclear que sobra de uma estrela massiva após sua explosão em supernova. Quando duas estrelas de nêutrons se chocam, seus átomos se fundem para formar novos elementos pesados. Por fim, esses elementos se espalham pelo universo para formar estrelas mais enriquecidas em metais.

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No sistema CPD-29 2176, descoberto pelos autores do novo estudo, existe uma dessas estrelas de nêutrons, mas sua companheira ainda é uma estrela “comum”. Em outras palavras, a estrela secundária ainda não teve sua morte espetacular em supernova.

Por outro lado, a estrela de nêutrons do sistema é particularmente rara: trata-se do remanescente de uma supernova ultradespojada. Isso significa que, ao explodir no fim de sua vida, grande parte de sua atmosfera externa foi arrancada pela estrela companheira.

As supernovas tradicionais possuem força explosivas capazes de “chutar” suas companheiras para fora do sistema, mas isso não ocorre com as supernovas despojadas. Suas forças são inferiores o suficiente para manter a estrela companheira em órbita mútua, resultando em uma relação “vampiresca”. Ou seja, a companheira “suga” o material expelido pela explosão da supernova.

Para se tornar de fato uma kilonova, a estrela secundária também precisa explodir em supernova ultradespojada. Assim, as duas estrelas de nêutrons resultantes se manterão como um sistema binário, orbitando entre si em uma espiral fatal, até que eventualmente se choquem.

Tal impacto provocaria ondas gravitacionais intensas que se espalhariam por todo o universo. Atualmente, os detectores de ondas gravitacionais na Terra já conseguem descobrir ondas gravitacionais geradas pelo impacto entre duas estrelas de nêutrons.

Infelizmente, não estaremos vivos para ver este espetáculo. É que a segunda estrela levará pelo menos 1 milhão de anos para explodir em supernova e produzir a segunda estrela de nêutrons do sistema.

Ainda assim, o estudo será importante para ajustar os modelos atuais e compreender melhor como as kilonovas se formam. Além disso, sistemas como este serem extremamente raros, tornando a descoberta ainda mais valiosa. As estimativas são de que existam apenas 10 sistemas semelhantes a este em toda a Via Láctea.

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O artigo foi publicado na revista Nature.

Fonte: NOIRLab